Модуль управления электромагнитным реле (с печатной платой)

September 30, 2012 by admin Комментировать »

В последнее время полевые транзисторы и оптоэлектронные приборы все
более настойчиво отвоевывают передовые позиции у электромагнитных реле. Но в
случаях, когда требуются надеж­ная гальваническая развязка между управляющей и
коммути­руемой цепями, практически полное отсутствие тока утечки через
“разомкнутые контакты”, коммутация высокочастотных сигналов большой
мощности, а также, если необходима высокая надежность при значительных эпизодических
перегрузках по коммутируемому току и напряжению, при одновременной ком­мутации
нескольких каналов, применение электромагнитных реле оказывается более
выгодным.

На рис. 1 представлена принципи­альная
схема простого унифициро­ванного узла управления электромаг­нитным реле.
Основное отличие узла от других подобных состоит в том, что управляющий сигнал
может быть любой полярности или даже переменным, при этом узел питается
напряжением только одной полярности. Такая особенность позволяет расширить
область его при­менения. Например, можно использо­вать для контроля наличия
напряжения любой полярности на выходе двуполяр-ного источника питания, отключая
нагрузку при пропадании напряжения любого плеча. Или же вход этого узла можно
под­ключить к выходу компаратора или опе рационного усилителя, контролирую­щего
какой-либо физический параметр, причем в нормальном состоянии на выходе
напряжение близко к нулю, а при отклонении параметра появляется напряжение
положительной или отри­цательной полярности в зависимости от знака отклонения.

Возможны и другие варианты
использования описываемого ниже узла. Когда вход управления никуда не подключен
или напряжение на нем от­носительно общего провода близко к нулю, составной
транзистор VT2 за­крыт, ток через обмотку реле К1 не про­текает, контактные группы
К1.1 и К1.2 реле находятся в показанном на схеме положении. Если на управляющий
вход поступит положительное напряжение 2,6 В или более, транзистор VT2 откро­ется,
через обмотку реле К1 потечет ток, контакты реле переключатся. Светодиод HL1 своим
свечением будет сигнализировать о том, что транзистор VT2 открыт. Если на
управляющий вход модуля относительно общего провода поступит отрицательное
напряжение, откроется транзистор VT1, поскольку напряжение на его эмиттерном
переходе станет положительным. Одновременно с ним откроется транзистор VT3, ток
через ко­торый откроет составной транзистор VT2, и контакты реле К1
переключатся. Диод VD1 необходим для того, чтобы напряжение на базе транзистора
VT2 не влияло на входные параметры узла. Резистор R3 уменьшает ток через обмотку
реле, уменьшая ее нагревание и повышая экономичность узла. Кон­денсатор большой
емкости С2 обеспе­чивает надежное срабатывание реле при пониженном рабочем токе
через обмотку.

 

Модуль смонтирован на печатной плате
из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы показан на
рис. 2. Реле К1 в узле — РЭС9, исполнение РС4.529.029-02 (паспорт
РС4.524.202П2; сопротивле­ние обмотки — около 70 Ом). Одной группой контактов
оно позволяет ком­мутировать постоянный ток до 2 А при напряжении до 250 В и
переменный до 0,5 А при напряжении до 115 В. Вместо РЭС9 можно использовать
более современные импортные малогабарит­ные реле RAS1215 (10 А, ~250 В), RP920123
(8А, ~250 В), R200A-600 (8 А, ~250 В), G2-R14 (10 А, ~250 В). Номинальное
рабочее напряжение обмотки этих реле — 12 В. Если транзистор 2SD2010 нагружен маломощным
реле (любым из упомяну­тых выше), диод VD2 можно не устанав­ливать. Составной
транзистор 2SD2010 со встроенными резисторами и защитными диодом и
стабилитроном полных аналогов среди отечественных приборов не имеет. Без
изменений в схеме можно применить составной отечественный транзистор из серий
КТ829, КТ8131. При использовании же транзистора серии КТ972 между выводом его
базы и общим проводом следует включить резистор сопротивлением 10… 100 кОм. Транзистор
2SC3199 можно заме­нить любым из серий КТ315, КТ3102, КТ645, SS9014, а вместо
2SA1267 подойдет любой из серий КТ361, КТ3107, КТ6112, SS9012. Кремниевый диод
1N914 заменим на 1N4148, КД521, КД522 с любым буквенным индексом, КД208А — на
любой из серий КД105, КД209, КД243. Светодиод — любой общего применения,
желательно с повышенной светоотдачей, можно мигающий. Конденсаторы — К50-35 или
импортные. Резисторы — МЛТ, С1-4, С1-14,С2-23.

Безошибочно собранный из исправных
деталей модуль начинает работать сразу и обычно не требует налаживания. При
необходимости можно подобрать резистор R3. Если конкретная область применения
модуля еще не определена, то этот резистор следует выбрать таким, чтобы при
номинальном напряжении питания и отключенном конденсаторе С2 реле К1 еще было способно
срабатывать. Тем не менее конденсатор С2 обязателен, поскольку сравнительно
медленное притягивание якоря реле в его отсутствие может при­вести к быстрому
износу переключае­мых контактов реле. При управляющем напряжении более 5В
резистор R1 следует заменить другим, с пропорционально большим сопротивлением.
Предохранитель FU1 выбирают на ток, немного больше номинального коммутируемого
или в 4…6 раз большим, если контакты коммутируют цепь импульсного блока питания.

Если узел будет использован в
качестве лабораторно-испытательного, то плавкий предохранитель выбирают на ток
в 1.5…3 раза больше максимально допустимого постоянно­го тока контактов.
Можно применить самовосстанавливающийся предохранитель. Для увеличения
нагрузочной способности узла свободные группы контактов примененного реле
соединяют параллельно. Узел способен работать и с входным управляющим сигналом
переменно­го тока 50 Гц. Для этого желательно к выводу базы транзистора VT2 и
общему проводу подключить оксидный конден­сатор емкостью 47 мкФ (плюсом к
базе), что устранит гудение якоря реле К1.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты