Простой способ снижения мощности, рассеиваемой обмоткой реле

Недавно инженер Санджай Р. Чендванкар из Мумбаи, Индия, предложил новый способ уменьшения тока, идущего через катушку реле [1]. Его идея была основана на использовании незадействованной в схеме пары замкнутых контактов этого реле для снижения управляющего напряжения на реле после его включения. Эта конструкция работает очень хорошо, но что делать, когда неиспользуемая пара контактов недоступна?

Вебинар «Необычное в обычном. Сравнительный анализ современных решений Recom» (27.01.2022)

RC-цепочка, включенная последовательно с обмоткой, обеспечивает надежное включение реле полным током, а затем снижает ток для экономии энергии.
Рисунок 1. RC-цепочка, включенная последовательно с обмоткой, обеспечивает надежное
включение реле полным током, а затем снижает ток для экономии энергии.

Хорошо известно, что возбужденная катушка реле будет поддерживать замкнутое состояние контактов даже после некоторого снижения управляющего напряжения. В течение многих лет мы использовали очень простой подход к снижению управляющего напряжения реле, не требующий ни неиспользуемых контактов, ни сложных схем. Все, что нужно сделать, это добавить два простых компонента – включенные параллельно резистор и конденсатор.

Пара резистор/конденсатор разрывает обычное соединение с «землей» эмиттерного вывода управляющего транзистора (Рисунок 1). Когда управляющий транзистор выключен, резистор R2 гарантирует, что конденсатор разряжен. Когда внешняя команда включает управляющий транзистор, этот незаряженный электролитический конденсатор в течение некоторого времени представляет собой короткое замыкание, обеспечивая протекание максимального тока через обмотку реле и бездребезговое замыкание его контактов.

Однако по мере того, как конденсатор заряжается, напряжение на обмотке и ток через нее уменьшаются. Схема достигает установившегося состояния, когда конденсатор заряжается до такой степени, что весь ток обмотки реле проходит через резистор R2. Контакты реле будут оставаться замкнутыми до тех пор, пока не будет снято внешнее управляющее напряжение.

В этом примере сопротивление резистора примерно в два раза превышает сопротивление обмотки реле: 390 Ом для сопротивления обмотки 200 Ом. Выбранный конденсатор 150 мкФ/25 В образует комбинацию, которая хорошо работает при номинальном напряжении обмотки 12 В. Если бы эмиттер управляющего транзистора был просто подключен к «земле», цепь реле потребляла бы около 58 мА. С добавлением резистора/конденсатора установившийся ток составляет всего 20 мА, что дает хорошую экономию энергии. Дополнительные контакты реле не требуются, а два добавочных компонента стоят всего несколько центов.

Ссылка

  1. Sanjay R. Chendvankar, "Driver Saves Power In Energized Relay".

Electronic Design

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Simple Circuit Reduces Relay Coil Power

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

ADIN2111 — простой в использовании двухпортовый Ethernet 10BASE-T1L коммутатор от Analog Devices
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Некрасивая схема. Тогда уж лучше R2 и C в цепь коллектора. Иначе по мере заряда конденсатора потенциал на эмиттере будет повышаться, а при управлении схемы от МК, т.е. 5 или 3,3 В, могут возникнуть нюансы.
  • Такое впечатление, что эта статья из прошлого века. :)
  • Это точно. В магнитофоне "Снежеть 204" такое решение было использовано.
  • А закон Ома из позапрошлого :) Фии? Не такое. Эмиттеры ключей на общем. В "Маяке 233" двухступенчатое питание было.
  • А что, кто-то этот закон еще раз предложил к обсуждению?
  • Давно такое применял и не только для реле,но и для втягивающих электромагнитов. Иногда дорабатывал схему резистором и конденсатором,что заметно уменьшало потребление и уменьшало нагрев обмотки реле,но это имеет смысл,если реле включено продолжительное время и потребляет много электрознергии.
  • Я имел в виду электролитический конденсатор.
  • Нормальная схема. Транзистор с эмиттерным резистором представляет собой источник тока, задающий через нагрузку (обмотку реле) после заряда конденсатора стабильный ток, независимо от питающего напряжения. Другой вопрос, что "лишнее" напряжение будет падать на транзисторе, т.е. никакой суммарной экономии мощности не будет.
  • Это приём для снижения нагрева обмотки реле, а не для экономии энергии, это явно. Нюансы могут возникнуть при "слепом" повторении схемы со всеми номиналами. А для работы с низковольтными МК, например, нужно просто всё прикинуть заранее и пересчитать. Принцип работы верно изложил falkonist: От него и отталкиваться при этом
  • Вы не правы насчёт экономии мощности! Мощность потребляемая схемой вычисляется по формуле P=U*I и если ток,благодаря резистору уменьшится допустим в 5-10 раз-то и мощность исходя из формулы упадёт в 5-10 раз.
  • то реле тупо отключится. Не более 2-кратного.
Полный вариант обсуждения »