Двустабильное реле с одной обмоткой - реле с памятью, в которых обычно конструкция магнитопровода обеспечивает два стабильных положения якоря с закрепленными в нем подвижными контактами. Постоянный магнит обеспечивает наличие силы, удерживающей якорь в этих стабильных состояниях. Протекание электрического тока через катушку реле перемещает якорь из одного стабильного положения в другое, что в свою очередь изменяет состояние контактов. Подача импульса тока на катушку реле в одном направлении, длительностью больше минимальной, заданного для данного типа реле, устанавливает реле в первое из двух стабильных состояний, в котором оно и остается, когда протекание тока в катушке окончится.
Протекание тока во встречном направлении вызовет переключение реле во второе состояние, в котором реле останется по окончании импульса тока в катушке. После этого реле может бесконечно долго оставаться в этом состоянии, пока новый импульс тока снова не переключит его в другое состояние.
Электронная схема, служащая для управления логическим сигналом одним из подобных реле, может быть полумостовой при биполярном источнике питания или мостовой – то есть силовым драйвером H-типа – если имеется однополярный источник питания. Необходимость выработки встречных импульсов тока, протекающего через обмотку с двумя выводами, обуславливает использование данных мостовых топологий. Так как само реле не потребляет энергию в статическом состоянии, схема управления так же должна иметь минимальное статическое потребление.
На рис.1 приведены различные схемы управления, в зависимости от уровня входных сигналов, их полярности, и величины имеющихся источников питания. Схемы, приведенные на рисунках с рис.1а до рис.1с, управляют реле с напряжением срабатывания от 4 до 15 В. Для схемы на рис.1с требуются два отдельных сигнала управления: линия «set» включения - включает реле, а линия «reset» выключения – выключает реле. Вы можете выбрать полярность сигналов set и reset положительной (активный высокий уровень) или отрицательной (активный низкий уровень).
Необходимо использовать одинаковую полярность для обоих входов в этой схеме. Длительность сигналов сброса и установки должна быть больше, чем минимальное требуемое время для срабатывания реле – обычно от 3 до 5мс. Для правильной работы схемы, вы должны одновременно подавать только один сигнал; когда подан один, другой должен иметь неактивный логический уровень. Например, при использовании положительной логики, сигнал должен быть в высоком состоянии от 3 до 5 мс, а другой вход управления должен оставаться в низком состоянии до тех пор, пока первый импульс не закончиться.
Выбор серии микросхем определяет используемые логические уровни: TTL (транзисторно-транзисторная логика) или уровни напряжения питания КМОП (рис.1с). Схемы на рисунках рис.1а и рис.1b работают с одной линией включения/выключения, вырабатывая импульсы тока, протекающие через обмотку, при каждом изменении состояния входного сигнала. Полярность импульса тока протекающего через обмотку зависит от вида фронта входного сигнала вызвавшего его (рис.1а, рис.1b, и рис.1d). Схема на рисунке рис.1а работает с логическими уровнями КМОП, а приведенная на рис.1b - работает с TTL-уровнями. После каждого переключения, сигнал должен оставаться стабильным на время большее, чем минимальное время срабатывания реле.
Схемы, приведенные на рис.1a и рис.1с, имеют типовую величину тока потребления 40мкА, а схема рис.1b имеет типовую величину тока потребления 50мкА. Схемы на рис.1d и рис.1е аналогичны приведенным на рис.1а, рис.1b и рис.1с, но их диапазон напряжения питания составляет от 2,7 до 5,5В, а их максимальный ток потребления не превышает 50нА. Так как двустабильные реле с одной обмоткой имеют собственную память, вы должны установить их в известное состояние после подачи питания, либо с помощью обработки входных сигналов, либо анализируя и реагируя на состояние цепей с контактами реле. Любая из этих схем может обеспечить импульс тока любой полярности величиной несколько сотен миллиампер при формировании импульса управления на обмотке реле. Вы можете найти технические характеристики и паспорта данных микросхем в компании Maxim Integrated Products.
