Hur man använder reläer för att styra elektroniska linjespänningskretsar - dummies

I många elektronikprojekt måste du slå på och stänga linjespänningsdrivna kretsar med kretsar som använder lågspänningsaggregat. Anta att du vill blinka en 120 VAC överspännings lampa till och från med jämna mellanrum. Reläer till räddningen!

Du kan bygga en krets för att tillhandahålla den nödvändiga tiden med en 555-timmars integrerade krets (IC), men 555-timmars IC kräver bara en liten likströmsförsörjning i intervallet 5 till 15 V. Och utgångsströmmen kan Överstiger 200 mA, inte tillräckligt för att tända en överspänningslampa. Det är här som reläet kommer in.

A Relä är en elektromekanisk enhet som använder en elektromagnet för att öppna eller stänga en brytare. Kretsen som driver elektromagnetens spole är helt separat från kretsen som slås på eller av av reläets omkopplare, så det är möjligt att använda ett relä vars spole kräver bara några volt för att slå en spänningskrets på eller av. För detta relä kräver spolen bara 12 VDC för att driva och drar bara 75 mA, väl under den nuvarande gränsen som kan erhållas av 555-timmars IC-utgångsstift. Men omkopplingsdelen av detta relä kan hantera upp till 10 A ström vid 120 VAC, mer än tillräckligt för att belysa en överspänningslampa.

Reläets omkopplingsdel är tillgänglig i olika konfigurationer, precis som manuell växling. Den vanligaste switchkonfigurationen är dubbelpol, dubbel kasta (DPDT), vilket innebär att reläet faktiskt styr två separata brytare som fungerar tillsammans, och att varje strömbrytare har både normalt öppna och normalt stängda kontakter.

Här är ett schematiskt diagram för en enkel krets som använder en 9 VDC krets med en handhållen tryckknapp för att slå en 120 VAC-lampa på och av. Reläet i kretsen har en spole nominell för 9 VDC och en omkopplare på 10 A vid 117 VAC. Således passerar endast 9 VDC genom den handhållna tryckknappen. Om den person som håller kontakten bestämmer sig för att ta den ifrån varandra, kommer han eller hon inte att utsättas för farlig spänning.

En mer komplicerad krets, där en 555-timmars IC styr en överspänningslampa via ett relä är ett annat alternativ. Här är den ena änden av reläspolen ansluten till 555-timmars IC-utgångsstift (stift 3) och den andra änden är ansluten till jord. När 555-utgången slås på stänger reläet och strömlampans krets är färdig.

Observera dioden som placeras över reläspolen i denna krets. Denna diod är nödvändig för att skydda 555-timmars IC från vilken bakström som helst som kan skapas i reläets spole när spolen aktiveras.På grund av elektromagnetisk induktion är reläspoler utsatta för detta problem.

När spolen är aktiverad skapar den ett magnetfält som gör att reläets växelkontakter flyttas. Detta magnetfält har emellertid en subtil bieffekt. I det ögonblick som spänningen på spolen går från noll till Vss matningsspänningen, expanderar magnetfältet som omger spolen från ingenting till dess maximala styrka.

Under denna expansion rör sig magnetfältet i förhållande till själva spolen. På grund av induktionsprincipen inducerar detta rörliga magnetfält en ström i själva spolen, i motsatt riktning som strömmen som spännar spolen.

Beroende på omständigheterna kan denna backström vara kraftfull - kraftfull nog att överväldiga utgångsströmmen från 555-timmars IC och eventuellt kraftfull nog för att skicka ström till utmatningsstiften, vilket kan skada eller förstöra 555-chipet. D1 förhindrar att detta händer genom att tillhandahålla ekvivalenten av en kortslutning över spolen för strömflöde tillbaka mot utmatningsstiftet.

När du kör ett relä från en krets som har känsliga komponenter som integrerade kretsar eller transistorer, bör du alltid ta med en diod över reläspolen för att förhindra att reläet skadar dina kretsar.