릴레이의 중요성

릴레이는 전자 회로에서 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 특히 고전력 전송 또는 주 AC 부하 스위칭이 관련된 회로에서 릴레이는 작동을 구현하는 데 중요한 역할을합니다.

여기에서는 트랜지스터를 사용하여 릴레이를 올바르게 작동하고 문제없이 연결된 부하를 스위칭하기 위해 전자 시스템에 설계를 적용하는 방법을 배웁니다.

릴레이 작동 방식에 대한 심층 연구 이 기사를 읽으십시오

우리 모두가 알고 있듯이 릴레이는 스위치 형태로 사용되는 전기 기계 장치입니다.

관련 코일에 적용되는 상대적으로 작은 전력에 응답하여 접점에 연결된 외부 부하를 전환하는 역할을합니다.

기본적으로 코일은 철심 위에 감겨져 있으며, 코일에 작은 DC가 가해지면 에너지를 공급하고 전자석처럼 작동합니다.

코일에 매우 근접한 스프링이 장착 된 접촉 메커니즘이 즉시 반응하여 활성화 된 코일 전자석 힘쪽으로 끌립니다. 과정에서 접점은 쌍 중 하나를 함께 연결하고 연관된 보완 쌍을 분리합니다.

그 반대는 DC가 코일에서 꺼지고 접점이 원래 위치로 돌아갈 때 발생하며, 이전의 보완 접점 세트를 연결하면 가능한 한 여러 번 반복 될 수 있습니다.

전자 회로는 일반적으로 저전력 DC 스위칭 출력을 고전력 주 AC 스위칭 출력으로 변환하기 위해 트랜지스터 회로 단계를 사용하는 릴레이 드라이버가 필요합니다.

그러나 IC 스테이지 또는 저 전류 트랜지스터 스테이지에서 파생 될 수있는 전자의 저레벨 신호는 릴레이를 직접 구동 할 수 없습니다. 릴레이에는 일반적으로 IC 소스 또는 저 전류 트랜지스터 단계에서 사용할 수없는 비교적 높은 전류가 필요하기 때문입니다.

위의 문제를 극복하기 위해이 서비스를 필요로하는 모든 전자 회로에 릴레이 제어 단계가 필수적입니다.

릴레이 드라이버는 작동해야하는 릴레이와 함께 부착 된 추가 트랜지스터 스테이지 일뿐입니다. 트랜지스터는 일반적으로 이전 제어 단계에서 수신 된 명령에 응답하여 릴레이를 작동하는 데만 사용됩니다.

회로도

위의 회로도를 참조하면 구성에 트랜지스터,베이스 저항 및 플라이 백 다이오드가있는 릴레이 만 포함되어 있음을 알 수 있습니다.

그러나 필요한 기능에 설계를 사용하기 전에 해결해야 할 몇 가지 복잡성이 있습니다.

트랜지스터에 대한 기본 구동 전압은 릴레이 작동을 제어하는 주요 소스이므로 최적의 결과를 위해 완벽하게 계산되어야합니다.

기본 저항기 값 id는 트랜지스터의 콜렉터 / 이미 터 리드를 통과하는 전류에 정비례합니다. 즉, 트랜지스터의 콜렉터 부하 인 릴레이 코일 전류가 주요 요인 중 하나가되어 값에 직접 영향을 미칩니다. 트랜지스터의 기본 저항의.

계산 공식

트랜지스터의 기본 저항을 계산하는 기본 공식은 다음 식으로 제공됩니다.

R = (Us-0.6) hFE / 릴레이 코일 전류,

여기서 R = 트랜지스터의 기본 저항,
Us = 소스 또는 기본 저항에 대한 트리거 전압,
hFE = 트랜지스터의 순방향 전류 이득,

'릴레이 전류'인 마지막 표현은 다음 옴의 법칙을 풀면 알 수 있습니다.

I = Us / R, 여기서 I는 필요한 릴레이 전류이고 Us는 릴레이에 대한 공급 전압입니다.

실용적인 응용 프로그램

릴레이 코일 저항은 멀티 미터를 사용하여 쉽게 식별 할 수 있습니다.

우리는 또한 알려진 매개 변수가 될 것입니다.

공급 Us가 = 12V이고 코일 저항이 400 Ohms라고 가정하면

릴레이 전류 I = 12/400 = 0.03 또는 30mA.

또한 표준 저 신호 트랜지스터의 Hfe는 약 150이라고 가정 할 수 있습니다.

위의 값을 우리가 얻은 실제 방정식에 적용하면,

R = (Ub-0.6) × Hfe ÷ 릴레이 전류

R = (12 – 0.6) 150 / 0.03

= 57,000 Ohms 또는 57K, 가장 가까운 값은 56K입니다.

릴레이 코일에 연결된 다이오드는 위의 계산과 관련이 없지만 여전히 무시할 수 없습니다.

다이오드는 릴레이 코일에서 생성 된 역 EMF가이를 통해 단락되고 트랜지스터로 덤프되지 않도록합니다. 이 다이오드가 없으면 역기전력은 트랜지스터의 컬렉터 이미 터를 통해 경로를 찾으려고 시도하고 과정에서 트랜지스터를 영구적으로 몇 초 내에 손상시킵니다.

PNP BJT를 사용한 릴레이 드라이버 회로

트랜지스터는 공통 이미 터 구성으로 연결될 때 스위치로 가장 잘 작동합니다. 즉, BJT의 이미 터는 항상 '접지'라인에 직접 연결되어야합니다. 여기서 '접지'는 NPN의 경우 음의 선을, PNP BJT의 경우 양의 선을 나타냅니다.

회로에 NPN이 사용되는 경우 부하는 콜렉터와 연결되어야합니다. 그러면 음극 라인을 ON / OFF하여 스위치를 ON / OFF 할 수 있습니다. 이것은 이미 위의 논의에서 설명되었습니다.

포지티브 라인을 ON / OFF하려면 릴레이 구동을 위해 PNP BJT를 사용해야합니다. 여기서 릴레이는 전원의 음극선과 PNP의 컬렉터를 통해 연결될 수 있습니다. 정확한 구성은 아래 그림을 참조하십시오.

그러나 PNP는 트리거를 위해 기본적으로 네거티브 트리거가 필요하므로 포지티브 트리거로 시스템을 구현하려는 경우 다음 그림과 같이 NPN과 PNP BJT의 조합을 사용해야 할 수 있습니다.

위의 개념에 대한 구체적인 문의 사항이 있으시면 빠른 답변을 받으실 수 있도록 댓글로 자유롭게 표현 해주시기 바랍니다.

절전 릴레이 드라이버

일반적으로 릴레이 작동을위한 공급 전압은 릴레이가 최적으로 풀인되도록 치수가 지정됩니다. 그러나 필요한 유지 전압은 일반적으로 훨씬 더 낮습니다.

이것은 일반적으로 풀인 전압의 절반도 아닙니다. 결과적으로 대부분의 릴레이는이 감소 된 전압에서도 문제없이 작동 할 수 있지만, 초기 활성화 전압에서 풀인을 위해 적절하게 높은 것이 보장되는 경우에만 가능합니다.

아래에 제시된 회로는 100mA 이하 및 25V 미만의 공급 전압에서 작동하도록 지정된 릴레이에 이상적 일 수 있습니다.이 회로를 사용하면 두 가지 이점이 보장됩니다. 우선 모든 릴레이 기능은 50 % 미만에서 실질적으로 낮은 전류를 사용합니다. 정격 공급 전압 및 전류가 릴레이 실제 정격의 약 1/4로 감소했습니다! 둘째, 더 높은 정격 전압의 릴레이를 더 낮은 공급 범위에서 사용할 수 있습니다. (예를 들어 TTL 전원에서 5V로 작동하는 데 필요한 9V 릴레이).

회로는 릴레이를 완벽하게 유지할 수있는 공급 전압에 배선 된 것으로 볼 수 있습니다. S1이 열려있는 동안 C1은 R2를 통해 공급 전압까지 충전됩니다. R1은 + 단자에 연결되고 T1은 계속 꺼져 있습니다. S1이 표시되는 순간 T1베이스는 R1을 통해 공통 전원에 연결되어 스위치를 켜고 릴레이를 구동합니다.

“연산 증폭기 차동 증폭기 ”

C1의 양극 단자는 스위치 S1을 통해 공통 접지에 연결됩니다. 이 커패시터가 처음에 공급 전압으로 충전되었다는 점을 고려하면이 시점에서 단자는 음이됩니다. 따라서 릴레이 코일 양단의 전압은 공급 전압보다 2 배 더 많이 도달하며 이는 릴레이를 끌어 당깁니다. 스위치 S1은 확실히 필요에 따라 켜거나 끌 수있는 범용 트랜지스터로 대체 될 수 있습니다.

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