Reducering af relæstrømforbrug - Holding Versus Pickup Current: 3 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

De fleste relæer kræver mere strøm for at starte først, end det er nødvendigt at holde relæet på, når kontakterne er lukket. Strømmen, der kræves for at holde relæet på (holde strøm) kan være væsentligt mindre end den oprindelige strøm, der kræves for at aktivere det (Pickup -strøm). Dette indebærer, at der kan være en betydelig strømbesparelse, hvis vi kan designe et simpelt kredsløb for at reducere strømmen til et relæ, når det er blevet tændt.

I denne instruerbare eksperimenterer vi (med succes) med et simpelt kredsløb for at udføre denne opgave for en model af 5VDC relæ. Afhængigt af relætypen skal nogle komponentværdier naturligvis ændres, men den beskrevne metode skal fungere for de fleste DC -relæer.

Trin 1: Karakteriser relæet

For at starte målte jeg den strøm, der forbruges af relæet ved en række forskellige spændinger og fandt også ud af, ved hvilken spænding relæet ville falde ud, når spændingen blev sænket. Fra dette kan vi også regne ud relæspoleimpedansen ved forskellige spændinger ved hjælp af R = V/I. Den forbliver nogenlunde konstant i området 137 ohm til 123 ohm. Du kan se mine resultater for dette relæ på billedet.

Fordi relæet falder ud med omkring 0,9 volt eller med ca. Dette vil give en lille smule margin over frafaldspunktet.

Trin 2: Kredsløbsdiagrammet

Et billede af skematikken er vedhæftet. Måden kredsen fungerer på er, at når 5V påføres, er C1 kortvarigt en kortslutning, og strøm strømmer frit gennem C1 og R3 ind i basen af Q1. Q1 er tændt og kortvarigt kortslutter tværs af R1. Så i det væsentlige har vi 5V påført K1 -spolen, da pin 1 på relæet vil have et næsten jordpotentiale på grund af, at Q1 momentant er tændt helt.

På dette tidspunkt aktiveres relæet. Næste C1 aflades via R2 og vil være omkring 63% afladet efter 0,1 sekunder, fordi 100uF x 1000 ohm giver en 0,1 sekunders tau- eller RC -tidskonstant. (Du kan også bruge en mindre kondensator og større modstandsværdi for at få det samme resultat, f.eks. 10uF x 10K ohm). På et tidspunkt omkring 0,1 sekunder efter kredsløbet er blevet tændt, vil Q1 slukke, og nu vil strømmen strømme gennem relæspolen og gennem R1 til jorden.

Fra vores karakteriseringsøvelse ved vi, at vi ønsker, at strømmen gennem spolen skal være omkring 9 til 10 ma, og spændingen over spolen skal være omkring 1,2V. Ud fra dette kan vi bestemme værdien af R1. Med 1,2V på tværs af spolen er dens impedans omkring 128 ohm som også bestemt under karakterisering. Så:

Rcoil = 128 ohm Total = 5V/9,5ma = 526 ohm

Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 ohm Vi skal bruge den nærmeste standardværdi på 390 ohm.

Trin 3: Breadboard Build

Kredsløbet fungerer godt med en 0,1 sek. Tidskonstant for C1 og R2. Relæet aktiveres og frakobles øjeblikkeligt, når 5V påføres og fjernes, og låser fast, når 5V påføres. Med en værdi på 390 ohm for R1 er strømmen gennem relæet ca. 9,5 ma i modsætning til den målte optagestrøm på 36,6 ma med hele 5V på relæet. Strømbesparelser er cirka 75%, når du bruger holderstrømmen til at holde relæet på.