Zaloguj się
Wszystkie
12 lipca 2024
13
- przełączanie styków przekaźnika elektromagnetycznego sterowane zewnętrznym sygnałem TTL,
- współpraca z sygnałem sterującym o wartości szczytowej co najmniej 3 V,
- zasilanie napięciem 12 V,
- niemal zerowy pobór prądu w stanie spoczynku,
- wyjście w postaci styków DPDT.
Przekaźnik elektromagnetyczny może przewodzić prąd stały lub przemienny (jego kierunek jest bez znaczenia). Do niewątpliwych zalet należą szeroki zakres tolerancji przełączanych napięć i małe straty na rezystancji styków. Przysłowiowe schody pojawiają się w sytuacji, kiedy urządzenie ma narzucone restrykcyjne wymagania dotyczące poboru mocy, zaś wyjście sterujące przekaźnikiem jest pojedyncze, zero-jedynkowe. Wtedy z pomocą może przyjść opisany niżej układ.
Budowa
Wejście sygnału sterującego znajduje się na zacisku 1 złącza J1. Kondensator C1 i rezystor R2 tworzą prosty obwód różniczkujący, który wyłuskuje zbocza sygnału sterującego. Rezystor R1 stanowi polaryzację lewej okładki kondensatora i – równocześnie – obciążenie dla sygnału sterującego, choć w stanie ustalonym wartość prądu przezeń płynącego wyniesie zaledwie kilka mikroamperów. Pozostała część układu została tak zaprojektowana, aby w stanie ustalonym prąd pobierany przez tranzystory był zerowy (czyli tranzystory znajdowały się w stanie zatkania) i w grę wchodził jedynie prąd upływu kolektorów.
Diody D1 i D2 dokonują separacji uzyskanych impulsów na pochodzące od zbocza narastającego (o polaryzacji dodatniej) oraz te, które są spowodowane nadejściem zbocza opadającego (o polaryzacji ujemnej). Te pierwsze przechodzą przez diodę D1 i sterują wprost bazą tranzystora T4. Rezystor R3 ogranicza prąd płynący przez tę diodę oraz bazę tranzystora w momencie jego przewodzenia. W ten sposób sterowana jest pierwsza cewka bistabilnego przekaźnika elektromagnetycznego. Obwód sterujący drugą cewką okazuje się bardziej rozbudowany.
Konieczna jest detekcja impulsów o wartości szczytowej niższej od potencjału masy w tym układzie, a zasilanie układu jest asymetryczne, toteż zastosowana tu została sztuczka z tranzystorem T1 pracującym w układzie wspólnej bazy. Kiedy potencjał katody diody D2 spadnie poniżej zera, wówczas ulega ona otwarciu, co powoduje również „wyciągnięcie” prądu z emitera tranzystora T1. Wskutek wysokiego wzmocnienia prądowego tranzystora T1 prąd o zbliżonym natężeniu jest „wciągany” przez jego kolektor. Prąd ten wypływa wówczas z bazy tranzystora T2 o polaryzacji NPN: pobierany z niej prąd powoduje jego otwarcie. Powstały impuls o polaryzacji dodatniej otwiera na chwilę tranzystor T3, załączając drugą cewkę przekaźnika. Rezystory R4 i R6 ograniczają prądy baz tranzystorów, odpowiednio: T2 i T3. Z kolei R3 w tej sytuacji ogranicza prąd emitera T1, więc R4 można byłoby uznać (teoretycznie) za zbyteczny – został tu jednak wstawiony w celu ochrony bazy T2 przed przepływem prądu o zbyt wysokim natężeniu. Rezystor R5 podtrzymuje zatkanie tranzystora T2 w stanie ustalonym.
Przełączenie przekaźnika bistabilnego następuje tylko w momencie wystąpienia zbocza sygnału sterującego, zatem ten układ zachowuje się jak zwykły przekaźnik elektromagnetyczny z wejściem sterującym typu ON/OFF. Jedyna różnica polega na tym, że po zaniku napięcia zasilającego urządzenie stan styków przekaźnika zostanie utrzymany, co w klasycznym przekaźniku elektromagnetycznym nie miałoby miejsca – jego styki powróciłyby do pozycji spoczynkowej. Diody D3 i D4 zabezpieczają tranzystory T3 i T4 przed uszkodzeniem wywołanym napięciem samoindukcji powstającym w uzwojeniach podczas wyłączania tychże tranzystorów.
Przepływ prądu przez elementy następuje tylko w ciągu kilkudziesięciu milisekund po wystąpieniu zbocza sygnału sterującego. Kiedy kondensator C1 ulegnie już przeładowaniu, przez wszystkie elementy obwodu przestaje płynąć prąd ze źródła zasilania. Wyjątkiem pozostaje wspomniany już rezystor R1, obciążający źródło sygnału sterującego.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
