Випуски вимкнених діодів та витягування та утримування поточних проблем у цій схемі реле

Хоча це може бути основним питанням, але я все ще борюся з цим. У цій схемі два ценерові діоди D1 і D2 з'єднані спиною до спини через реле котушки L1. BVds = -30V для Q1. Чи можу я використовувати 15V (Vz = 15V) зенери для D1 та D2 замість 5,1 V зен? Чи можуть пошкодитися котушка реле або контакти при відключенні реле? Якщо потрібно, я використовую це реле (5В постійної котушки постійного струму).

Крім того, щоб зменшити споживання струму в стаціонарному стані котушки реле, я хочу використовувати RC ckt, поданий схематично. Як тільки Q1 увімкнеться, незаряджений конденсатор тимчасово видається мертвим коротким, через що максимальний струм протікає через котушку реле і закриває контакти реле без балакання. Оскільки конденсатор заряджається, і напруга на протязі, і струм через котушку реле зменшуються. Схема досягає сталого стану, коли конденсатор заряджається до тієї точки, що весь струм через котушку реле рухається через R1. Контакти залишатимуться закритими, поки напруга приводу не буде знято.

Яке найкраще розмістити схему RC ckt - розділ, позначений схемою "A" або "B". Чи матиме це значення? Секція-B здається мені найкращим вибором, тому що при відключенні Q1 конденсатор С1 може розряджатися через R1 через землю. Як буде розряджатися C1, якщо замість цього я розміщу RC ckt на секції-A? Я щось тут пропускаю? Чи має ставлення цього RC ckt якісь побічні ефекти? Будь-яке краще рішення?

Будь ласка, виправте мене, якщо я помиляюся чи щось пропускаю?

ОНОВЛЕННЯ1 на 2012-07-09:

Скажімо, на схемі вище, у мене є стандартна котушка постійного струму 6 В (див. Таблицю вище), реле 48,5 Ом. І візьміть С1 = 10уФ скажіть. Припустимо, що R1C1 ckt розміщено на ділянці-А на схемі вище. Блок живлення знаходиться на рівні + 5В.

Для падіння 3В (напруга утримування) по котушці реле струм повинен бути приблизно 62 мА. через котушку. Отже падіння через R1 у стаціонарному стані становить 2В. Для струму 62 мА через котушку реле в стаціонарному стані R1 повинен бути 32,33 Ом.

А заряд на С1 становить 2В х 10уФ = 20уС, в стаціонарному стані.

Тепер у цьому інформаційному аркуші час роботи припадає на 15 мс в гіршому випадку. З наведених даних ми отримуємо RC = 48,5 ohm x 10uF = 0,485 мс. Отже, як тільки Q1 увімкнений, C1 буде майже повністю заряджений за 2.425 мс.

Тепер, як я можу знати, що ця тривалість 2,425 мс достатня для ретрансляції, щоб закрити контакти?

Аналогічно, як тільки Q1 вимкнено, завдяки генерованому зворотному ЕРС та затиснутому до 3,3 В стабілітроном D2 (Vz = 3,3 В) плюс падінням діода D1 на 0,7 В, напруга на С1 буде -2V + (-3,3 V - 0,7 В) = -2 В. Але заряд на C1 все ще 20uC. Оскільки ємність є постійною, то заряд повинен зменшуватися, коли напруга через С1 знижується з + 2В до -2В миттєво після відключення Q1.
Чи це не порушення Q = CV?

У цей момент струм, який протікає через котушку реле через задню емф, буде складати 62 мА в тому ж напрямку, що був до вимикання Q1.

Чи буде цей струм 62 мА заряджати або розряджати С1? Напруга на С1 дорівнює 6 В, як тільки Q1 вимкнено правильно? Я не зрозумів, як струми будуть текти b / w R1, C1, D1, D2 і реле обмотки, як тільки Q1 вимкнеться.

Чи може хтось кинути світло на ці питання?

ОНОВЛЕННЯ2 на 2012-07-14:

"Струм в індукторі не зміниться миттєво" - Поки є відгалужуючий діод D1 ( Скажімо, D1 - це не зенер, а малосигнальний або діод Шоткі , а ценер D2 видаляється на схемі вище), як тільки Q1 вимкнено, чи не буде навіть струмового спайка (навіть не для кількох Usecs)?

Я запитаю це, якщо є струмовий сплеск, то кількість струму, який буде протікати під час цього спайка (скажімо> 500 мА в цьому випадку), може пошкодити випромінюючий діод, якби я вибрав діод з максимальним піковим значенням прямого струму вперед близько 200 мА або близько того.

62mA - величина струму, що протікає через котушку реле при включенні Q1. Отже, чи буде струм через котушку реле ніколи не перевищувати 62 мА - навіть на мить (скажімо, для деяких Usecs) після вимкнення Q1?

Ви можете розмістити RC або на стороні B, або A. Коли компоненти розміщуються послідовно, порядок їх не має значення для роботи.

Про діоди. Коли ви вимкнете реле, це призведе до (можливо великого) негативного напруги на зливі ПНР, і для зворотного діода використовується обмеження напруги до падіння діода 0,7 В. Таким чином, діод (и) не служать для захисту котушки, а FET. Використання зенерів дозволить цій напрузі перейти до -5,7 В або -15,7 В, якщо ви використовуєте 15 В. Тут немає ніяких причин ризикувати, навіть якщо ЗНТ може справлятися з -30 В. Тому я б просто використовував випрямляч або сигнальний діод, а ще краще діод Шоткі.

редагувати свій коментар
Ви дійсно можете використовувати стабілітрони (у поєднанні з загальним діодом, D1 не повинен бути ценером), щоб зменшити час вимкнення , і Tyco також згадує про це в цій примітці програми , але я не читаю це як би вони наполягають на цьому. Зображення діапазону на першому посиланні показують різке зменшення часу відключення, але це вимірює час між деактивацією реле і першим відкриттям контакту, а не часом між першим відкриттям і поверненням у положення спокою, яке буде змінюватись значно менше.

відредагуйте реле 6 В та ланцюг RC
Як я вже говорив у цій відповіді, ви можете керувати реле нижче його номінальної напруги, а оскільки його робоча напруга становить 4,2 В, версія 6 V вашого реле також може використовуватися на 5 В. Якщо Ви використовуєте резистор серії не вище 9 Ом, у вас буде 4,2 В, і тоді вам не потрібен конденсатор (слідкуйте за допуском на 5 В!). Якщо ви хочете опуститися нижче, ви самостійно; лист не дає обов'язкового утримувати напругу. Але скажімо, це було б 3 В. Тоді ви можете використовувати резистор серії 32 Ом, і вам знадобиться конденсатор, щоб активувати реле.

Час роботи максимум 15 мс (що довге), тому що заряджання конденсатора напруга реле не повинно опускатися нижче 4,2 В до 15 мс після включення.

Тепер для цього треба обчислити час RC. R - паралель опору котушки реле і опору серії (це вина Тевеніна), тож це 19,3 Ом. Тоді

$3 V + 2 V \cdot e^{\dfrac{- 0.015 ms}{19.3 \Omega \text{ C}}} = 4.2 V$

$\text{C}$

$\times$

62 мА не зарядить і не розрядить конденсатор. Ми часто застосовуємо поточний закон Кірхгофа (KCL) до вузлів, але це також стосується регіонів:

Накресліть межу навколо C1 і R1, і ви побачите, що існує лише один шлях до зовнішнього світу, оскільки шлях до FET відрізаний. Оскільки загальний струм повинен дорівнювати нулю, то через це унікальне з'єднання не може бути жодного струму. Котушка повинна самостійно піклуватися про 62 мА, і це робиться, використовуючи петлю, утворену зенерами.

Реле може моделюватися як індуктор зі значним рядовим опором. Коли струм в індукторі досягне певного рівня, контакт буде "введений". Коли струм опуститься нижче певного нижнього рівня, контакт буде відпущений.

Причина, що потрібні прохідні діоди, полягає в тому, що індуктори поводяться за механічною аналогією як "рухома рідинна маса". Так само, як неможливо, щоб рухома фізична маса зупинилася миттєво, і величина сили, що створюється рухомою масою, коли вона влучає в щось, пропорційна прискоренню, яке річ намагається надати масі, так само і з індукторами. Струм в індукторі не зміниться миттєво, а замість цього буде змінюватися швидкістю, пропорційною напрузі на ньому. І навпаки, напруга на індукторі буде пропорційним швидкості, з якою зовнішні сили намагаються змінити швидкість, з якою через нього протікає струм. Пристрій, який намагається миттєво зупинити струм в індукторі, не вдається зупинити його миттєво,

Функція віддаленого діода полягає в тому, щоб забезпечити струм в індукторі трактом, відмінним від транзистора. Струм повинен буде десь текти, принаймні на деякий час, і віддалений діод забезпечує безпечний шлях. Єдиним обмеженням простого пробійного діода є те, що він може дозволити струму продовжувати текти "занадто добре". Швидкість, з якою впаде струм в індукторі, пропорційна падінню напруги на індукторі (що включає падіння напруги в опорі, що мається на увазі). Чим менша напруга на індукторі, тим довше знадобиться падіння струму в ньому. Додавання послідовно діодного диода з віддаленим діодом збільшить швидкість падіння струму індуктора і, таким чином, скоротить час до вимикання реле.