Rele

Z onlinetechnology.cz

Přejít na: navigace, hledání
Tato stránka platí pouze pro SDS První Produktové Řady (seznam)

Obsah

Úvodní informace

Některé výrobky řady SDS nemají v sobě intergované relé. To znamená, že je musíte externě připojit k "reléovému výstupu" konkrétního zařízení. Tento "reléový výstup" je jednovodičový výstup, který je spojen na GND vždy a po celou dobu, kdy je potřeba aby externí relé bylo aktivováno (sepnuto).

V březnu 2012 bude v prodeji nová verze SDS MICRO DIN, která bude mít možnost mít dvě samostatné relé přímo na DPS výrobku. Nicméně výrobky SDS MICRO LIGHT (LIGHT 2) a původní DIN mají jen zmíněné "reléové výstupy" a potřebují připojit externí relé.

Výrobek SDS MACRO má čtyři relé integrovány přímo na DPS výrobku. Nicméně nabízí další výstupy (D0, PWM), pro které platí na této stránce popsané záležitosti také.

Použití réleových výstupů na zařízení SDS MICRO

Je potřeba dbát určitých omezení, která jsou zde popsána. Především - i když se zde všude uvádí pojmenování reléové výstupy, není na výrobcích SDS MICRO osazena skutečná součástka relé. Tento název je zde proto, že umožňuje spínat (dle příkazu z programu) výstupní svorku na zemní svorku GND (což přeneseně odpovídá spínacímů reléovému kontaktu).

Pokud potřebujete zařízení, které má přímo v sobě relé, které přímo zvládne spínat až 230Vac, musíte použít zařízení SDS MACRO.

V případě SDS MICRO si musíte sami externě relé připojit. Reléové výstupu na SDS MICRO jsou však velmi univerzální, to znamená, že nejste omezeni tím, co si na ně připojíte - ovládat můžete nejen cívku elektromagnetického relé, ale také různé malé SSR, nebo např. piezosirénku (KPE), různé LED, malé žárovky, atd.


Základní zapojovací schéma (musíte DVAKRÁT rozkliknout - zde je odkaz):


Zapojení, uvedené v poskytnutém schématu, platí jak pro verzi LIGHT, tak také pro verzi DIN (jen připojovací svorky naleznete jinde, ale elektricky je to naprosto shodné).

Můžete s výhodou využít následující hotové reléové moduly, které jen propojíte několika vodiči se zařízením SDS MICRO.

Zapojení uvnitř SDS MICRO

Je použit MOSFET tranzistor, který je přímo ovládán z řídího procesoru zařízení. Typ tranzistoru je BSS138.

Pin Source je přímo připojen na GND (spojeno s mínus pólem napájecího zdroje), pin Drain je vyveden přímo ven na svorku (Rx). A samozřejmě Gate vede na procesor, ale to tady není podstatné.

Když dojde k sepnutí tranzistoru, je prakticky spojen pin Source a pin Drain. Ve skutečnosti není spojení ideální, je tam malý sériový odpor Rds(on), daný principem funkce tranzistoru. Velikost tohoto odporu je však tak malá, že jej lze teoreticky zanedbat. Ve skutečnosti je však i tento odpor nutno zkontrolovat - jeho hodnota se pohybuje v jednotkách Ohmu (typicky od 1 ohmu do 6 ohmů, nejčastěji 1.5 ohmu). Tím, že přes tranzistor protéká veškerý proud, potřebný k napájení připojené zátěže (např. připojená cívka relé), způsobí tento proud na odporu Rds(on) napěťový úbytek (Ohmův zákon). Tento úbytek, vynásobený hodnotou protékajícího proudu, přímo vyjadřuje aktuální ztrátový výkon na tranzistoru. Tento ztrátový výkon nesmí překročit maximální povolenou hodnotu, jinak tranzistor shoří.

Následuje tabulka paramtrů, která udává mezní hodnoty pro tranzistor BSS138. Každá z těchto mezních hodnot platí zvlášť, tzn. ani jedna z nich nesmí být překročena. Samozřejmě je zde i další omezení, viz text dále.

  • Absolutně maximální protékající proud, tzn. Id je 220 mA
  • Absolutně maximální napětí mezi piny S a D, tzn. Vds je 50 V
  • Absolutně maximální ztrátový výkon na tranzistoru, tzn. Pd je 0.36 W

Samozřejmě to není tak jednoduché, jako že by stačilo dodržet nepřekročení těchto hodnot. Ve skutečnosti je ještě potřeba dodržet takové hodnoty, které spadají do SOA charakteristiky tranzistoru, viz následující graf od výrobce tranzistoru:

Soubor:Sds_bss138_soa.gif

Graf je sice nakreslen pro Vgs=10V, což v případě SDS MICRO není pravda (tam je Vgs=3V3), nicméně není to zde velký problém, jen je potřeba počítat s větším posunem směrem k nižším použitelným proudům (protože je větší Rds(on)).

Z grafu lze vidět, že maximální použitelný proud Id, tj. 200 mA, lze použít jen pro rozsah Vds mezi 0.8V až 1.6V. Mimo toto rozmezí už je nutné použít mnohem nižší proud, viz zobrazený graf.

Jaký je nejsnazší způsob, jak určit Vds?

Vds závisí na Rds(on), takže ze znalosti proudu Id a odporu Rds(on) je možno Vds snadno spočítat (Ohmův zákon). Další možností je měření skutečného stavu - připojí se známá zátěž (tj. známý proud Id) a změří se napětí mezi GND a Rx svorkou (což odpovídá pinům S a D tranzistoru). Pak podle Vds lze snadno z grafu vyčíst, jaký je skutečný maximální možný použitelný proud Id pro daný tranzistor.

Z hlediska toho, kdo bude projektovat připojení zátěže ke spínané svorce Rx na SDS MICRO: prakticky stačí pohlídat dva parametry, a je po problému. Nejprve je potřeba zajistit, aby napětí na svorce Rx nepřesáhlo zhruba 25V (polovina maxima pro BSS138). Takové napětí je na svorce Rx v případě, že reléový výstup není sepnutý (tj. tranzistor není sepnutý). Druhou záležitostí je zařídít, aby nejvyšší proud, který přes zátěž teče (např. přes cívku ovládaného relé) nepřesáhl zhruba 100mA (polovina maxima pro BSS138). Všechny výše uvedené informace a naznačené výpočty dojdou svému využití v případě, že budete chtít mít naprostou jistotu, že vámi zapojené zařízení nezklame.

Skutečná použitelnost reléových výstupů

Základní pravidlo je - výstupy na SDS MICRO jsou "slabé" a nenahrazují mechanický reléový kontakt.

Nicméně, jsou dostatečně "silné", aby zvládly malé stejnosměrné relé, s napájením 5V, 12V nebo 24V. Maximální proud cívkou by měl být do 200mA, rozhodně ne více.

Všimněte si posledního bloku textu předchozí kapitoly.

Jakékoliv výkonové prvky - stykače, velké relé s velkým odběrem cívky, různé jiné nízkoimpedanční zátěže - je potřeba připojit přes doplňkové relé, např. toto, nebo jakékoliv podobné jiné.

Důležitá informace

Při připojení cívky relé je potřeba ošetřit záporný proudový impuls, generovaný cívkou relé při přerušení napájení (vypnutí relé).

Tato vlastnost vychází z fyzikální podstaty funkce cívky.

Velmi zjednodušeně řečeno: při přerušení proudu cívkou, vytvoří cívka impuls opačné polarity, než byl směr původního napájení. Tento impuls opačné polarity způsobí prakticky ihned zničení spínacího tranzistoru.

Proto je nezbytné osadit cívku relé doplňkovou diodou, viz schéma výše na této stránce. Tato dioda je v běžném provozu závěrně pólováná (tj. je prakticky nevodivá), ale v okamžiku, kdy je přívod proudu do cívky přerušen, a kdy tedy cívka vytvoří opačný proudový impuls, tak tento proteče touto diodou a převede se na teplo, a především - nic nikde dále nepoškodí.

Při poškození výrobku SDS MICRO, ke kterému došlu tak, že jste připojili relé, které na vývodech cívky nemělo správně zapojenou ochrannou diodu, nelze požadovat reklamaci poškozeného zařízení (obvykle shoří spínací tranzistor, někdy dojde i k poškození procesoru).

Osobní nástroje
Translate