Конструкторы часто используют реле в качестве переключателей с электрическим управлением. В отличие от транзисторов, их переключающие контакты электрически изолированы от управляющего входа. Однако мощность, рассеиваемая катушкой реле, может сделать устройство непривлекательным для приложений с батарейным питанием. Эту рассеиваемую мощность можно уменьшить, добавив аналоговый коммутатор, который позволяет реле работать при более низком напряжении (Рисунок 1). Мощность, потребляемая реле, равна V2/RCOIL, где RCOIL – сопротивление его катушки. Схема снижает это рассеивание после срабатывания, подавая на реле напряжение, меньшее обычного рабочего напряжения 5 В. Обратите внимание, что напряжение срабатывания, необходимое для включения реле, больше, чем напряжение необходимое для его удержания. Реле на Рисунке 1 имеет напряжение срабатывания 3.5 В и напряжение отпускания 1.5 В. Схема позволяет реле работать от среднего напряжения питания 2.5 В. В Таблице 1 сравнивается мощность, рассеиваемая реле при фиксированных рабочих напряжениях и в схеме, показанной на Рисунке 1.
| Таблица 1. | Мощность, рассеиваемая реле | ||||||||||||
|
|||||||||||||
 |
|
| Рисунок 1. | Используя аналоговый коммутатор, можно уменьшить энергопотребление реле. |
При замыкании выключателя S1 через катушку реле потечет ток, и конденсаторы C1 и C2 начнут заряжаться. Реле будет оставаться неактивным, так как напряжение питания ниже напряжения срабатывания. Постоянные времени RC таковы, что конденсатор C1 заряжается почти полностью до того, как напряжение на C2 достигнет логического порога аналогового коммутатора. Когда напряжение на C2 доходит до этого порога, аналоговый коммутатор подключает C1 последовательно с источником питания 2.5 В и катушкой реле. В результате напряжение на его катушке повышается до 5 В, что в два раза превышает напряжение питания, и реле включается. Когда конденсатор C1 разрядится через катушку, напряжение на ней снова упадает до 2.5 В за вычетом падения на диоде D1, но реле остается включенным, поскольку напряжение на его катушке на 1.5 В выше напряжения отпускания. Номиналы компонентов для этой схемы зависят от характеристик реле и напряжения питания. Сопротивление резистора R1, защищающего аналоговый коммутатор от начального броска тока через конденсатор C1, должно быть достаточно низким, чтобы позволить C1 быстро заряжаться, но достаточно высоким, чтобы импульс тока не превышал максимального пикового значения, допустимого для аналогового коммутатора.
Допустимый пиковый ток микросхемы IC1 составляет 400 мА, а фактический пиковый ток IPEAK в этой схеме равен
где
RON – максимальное сопротивление замкнутого переключателя (равное 1.2 Ом);
VD1 – падение напряжения на диоде D1;
VIN – входное напряжение.
Величина емкости C1 зависит от характеристик реле и от разности между VIN и напряжением срабатывания реле. Чем больше энергии требуется для включения реле, тем больше должна быть емкость конденсатора C1. Номиналы R2 и C2 выбирают такими, чтобы позволить C1 почти полностью зарядиться до того, как напряжение на C2 достигнет порога срабатывания аналогового коммутатора. В этом примере постоянная времени R2C2 приблизительно в семь раз больше, чем (R1 + RON)C1. Бóльшие значения R2C2 увеличивают задержку между замыканием коммутатора и активацией реле.
Купить MAX4624 на РадиоЛоцман.Цены
