Преимущества реле с блокировкой малой мощности: нулевая мощность в режиме ожидания, более холодные катушки, лучший выбор

Моностабильное реле на 12 В с катушкой мощностью 400 мВт, которое остается под напряжением круглосуточно, сжигает примерно 9,6 Втч в день, удерживая один контакт замкнутым. Сорок каналов в осветительной панели или удерживающие контакты внутри интеллектуального счетчика, которые должны оставаться закрытыми в течение многих лет, превращают это в одну из самых больших постоянных нагрузок на плате. Реле малой мощности с фиксацией устраняют его: короткий импульс меняет состояние, а постоянный магнит удерживает его в этом состоянии без тока удержания.

Вывод вперед. Если контакт должен оставаться в одном положении в течение часов, дней или лет, бистабильное реле отключает установившуюся мощность катушки, нагрев катушки и связанный с ними запас мощности. Чего это не устраняет, так это инженерных усилий, поскольку вы обмениваете постоянный ток катушки на импульсный драйвер, документированное соглашение о состоянии и отказоустойчивое решение.

Что на самом деле означает низкая мощность в реле с блокировкой

Оба семейства реле перемещают контакты за счет магнитного поля катушки. Разница в том, что происходит потом. Моностабильное реле удерживается в расцепленном положении пружиной, поэтому катушка должна оставаться под напряжением до тех пор, пока контакт остается закрытым. В бистабильном реле с фиксацией используется постоянный магнит для удержания якоря в том устойчивом положении, в котором он был последний раз приведен, поэтому катушке остается только перемещать его — обычно с импульсом от 5 до 20 мс при номинальном напряжении катушки.

Способ привода зависит от конфигурации катушки. Реле с одной катушкой с фиксацией устанавливается и сбрасывается путем изменения полярности, для чего требуется полумост или Н-мост, два выхода, которые никогда не должны перекрываться, и катушка, которая плавает над землей. В версии с двойной катушкой одна обмотка предназначена для установки, а другая для сброса, поэтому двух переключателей нижнего плеча достаточно за счет большего окна катушки и немного большей стоимости единицы продукции.

Арифметика — вот здесь дело становится ясным. Постоянно включенная катушка мощностью 400 мВт потребляет около 34,5 кДж (9,6 Втч) в день; то же реле в фиксирующейся форме, переключаемое сто раз в день при 8 мДж на импульс, потребляет около 0,8 Дж. Для представления этого сравнения на уровне схемы следующее объяснение как схемы реле с фиксацией сокращают мощность в режиме ожидания по сравнению с обычными реле охватывает синхронизацию импульсов и каскад драйвера.

Преимущества, которые проявляются в реальных проектах

В технических описаниях перечислены те же преимущества. На практике каждый из них решает конкретную проблему, и полезно знать, для какой проблемы вы покупаете решение.

Питание в режиме ожидания и срок службы батареи

Потребление в установившемся режиме катушки с фиксацией, по сути, представляет собой утечку ее каскада возбуждения, часто в диапазоне микроампер, поэтому потребление смещается от непрерывного к режиму для каждой операции. В устройстве с батарейным питанием, которое переключает клапан несколько раз в день, в этом разница между батарейкой типа «таблетка», работающей неделями и годами. На оборудовании с питанием от сети такая же смена отображается в показателях режима ожидания и в соответствующих документах о соответствии.

Меньше тепла катушки, больше теплового запаса

Катушка под напряжением представляет собой небольшой резистор, которому некуда отводить тепло. Катушка мощностью 0,4 Вт внутри герметичного реле поднимает внутреннюю температуру на несколько градусов выше температуры окружающей среды, и это тепло достигает контактной пружины, пластикового корпуса и соседних компонентов. Его удаление увеличивает запас по снижению номинальных характеристик, замедляет старение изоляции и может стать отличием стандартной детали от версии, рассчитанной на температуру 105 °C в горячем корпусе.

Контактная сила, которая не следует за катушкой

Поскольку якорь удерживает магнит, а не поток катушки, контактное давление остается постоянным независимо от того, что делает питающая шина. Кратковременные отключения напряжения не могут вызвать вибрацию контактов, и реле менее чувствительно к вибрации, чем реле моностабильного типа, удерживаемое только током катушки. В сфере учета и промышленного контроля это означает меньше необъяснимых перебоев.

Меньшее количество, более простой размер

Сорок катушек мощностью 0,4 Вт добавляют 16 Вт к шине постоянного тока, прежде чем все остальное будет подсчитано. Уберите эту нагрузку, и трансформатор, объемная емкость и теплоотвод сожмутся, иначе один и тот же источник питания сможет питать больше каналов. Экономия часто превышает разницу в цене между двумя типами реле.

Если ступень драйвера уже существует и приоритетом является номинал контактов плюс сертификация, реле с блокировкой на 16 А или 20 А, имеющее сертификат UL и ККК, покрывает нагрузки приборов и освещения без дополнительных катушек.

FH42L Реле с блокировкой 16A/20A с UL и CQC Компактное реле с фиксацией на ток 16 А/20 А, одобренное UL/CQC, варианты с одной или двойной катушкой и малой мощностью катушки 250 мВт для приборов, освещения и счетчиков. Посмотреть продукт →

Где реле с блокировкой малой мощности заслужили свое место

Бистабильные реле не являются универсальной модернизацией. Они окупаются там, где контакт сохраняет свое состояние в течение длительного времени, где корпус герметичен или нагревается, или где каждый милливатт режима ожидания должен быть оправдан.

Интеллектуальный учет и контроль нагрузки

Разъединительный контакт всего дома внутри счетчика может оставаться закрытым в течение многих лет, и все равно ожидается, что он разомкнется по первой команде в конце этого периода. Нагрев катушки – это не только бесполезная трата энергии: оно нагревает путь тока и смещает тепловую базовую линию измерительной цепи, потребляя при этом резервный бюджет, который продолжает сокращаться. Бистабильные реле на ток от 80 А до 125 А обычно используются для этой задачи, обычно вместе с шунтом или трансформатором тока на стороне измерения. В приложении примечания о умный учет электроэнергии покажите, как эти части соединяются друг с другом.

Реле с блокировкой, предназначенное как для интеллектуального счетчика, так и для управления освещением, позволяет одному номеру детали обслуживать внутренний выключатель нагрузки счетчика и внешнюю цепь освещения, которой он управляет.

W30L Реле с блокировкой 40A/50A для интеллектуального освещения и счетчиков Реле с блокировкой на 40 А/50 А, соответствующее требованиям UL, ТУВ и CQC, с ручным переключателем, контактами 1A/1B/1C и номинальным напряжением 12 кВ для переключения нагрузки освещения и интеллектуальных счетчиков. Посмотреть продукт →

Освещение и управление зданием

Панель с сорока моностабильными каналами ежедневно рассеивает энергию независимо от того, включает ли кто-нибудь свет. Каналы с фиксацией сохраняют свое последнее состояние сцены при отсутствии тока в катушке и сохраняют это состояние при сбросе контроллера или обновлении прошивки.

Зарядное, солнечное и складское оборудование

В точках зарядки и инверторах реле с фиксацией подходят для цепей переменного тока, которые должны оставаться подключенными в течение длительного времени и избегать отключений и повторных замыканий, которые в противном случае могли бы вызвать провалы в сети. Номиналы контактов в этом семействе варьируются примерно от 25 до 270 А, охватывая большинство однофазных и трехфазных цепей меньшего размера.

Устройства с батарейным питанием и удаленные устройства

Дистанционное отключение, фиксирующие клапаны и отключения с телеметрическим управлением ничего не добавляют к среднему току между операциями, что позволяет поддерживать ток сна там, где его задумал проектировщик.

Версии с одинарной и двойной катушкой меняют схему, а не выгоду

Обе конфигурации обеспечивают нулевую удерживающую способность; они различаются тем, что должен делать водитель. При использовании одной катушки установка и сброс имеют противоположную полярность, поэтому драйверу нужен полумост или Н-мост, и два выхода никогда не должны быть активными вместе. При наличии двух катушек каждая обмотка имеет свой собственный переключатель нижнего плеча, проводка упрощается, и полярность не может быть изменена за счет большего окна катушки.

Две детали привлекают людей. Канал выключенного драйвера, в котором протекает ток, может частично подать напряжение на катушку, поэтому утечку необходимо проверять на соответствие порогу срабатывания реле. А ширина импульса указана при номинальном напряжении катушки, поэтому конструкция, в которой катушка питается от конденсатора или шины, провисающей под нагрузкой, может выдавать меньше энергии, чем ожидалось, особенно при низкой температуре, когда сопротивление катушки минимально.

Там, где пространство на плате имеет большее значение, чем простота драйвера, реле с фиксацией, предлагаемое в версиях как с одной, так и с двойной катушкой, сохраняет одну занимаемую площадь и одно квалификационное усилие, пока драйвер принимает решение о расположении.

FH31L 80A Реле с блокировкой для интеллектуального учета Реле с фиксацией на 80 А, соответствующее стандарту IEC62052-31 UC2, с одной или двумя катушками и ориентацией на счетчик, подходит для переключения интеллектуальных счетчиков, где полезно сохранение состояния. Посмотреть продукт →

Компромиссы и контрольный список выбора

Основной компромисс является поведенческим, а не электрическим: реле с фиксацией запоминает. Это преимущество при измерении и освещении и опасность в цепях, которые должны обесточиваться при исчезновении управляющего напряжения. Если функция безопасности зависит от выключения реле, оставьте на этом пути моностабильное устройство или добавьте вспомогательный контакт, чтобы контроллер мог считывать фактическое положение после перезапуска.

Еще три ограничения относятся к обзору дизайна. Катушка не может выступать в качестве индикатора состояния, поскольку ток течет только во время импульса. Контактную сварку нельзя определить по катушке. Катушка рассчитана на кратковременный режим работы, поэтому аппаратное обеспечение и прошивка должны гарантировать, что импульс закончится, даже если контроллер зависнет в середине последовательности.

Когда вы сравниваете детали-кандидаты, эти параметры определяют, выживет ли конструкция в полевых условиях:

• Номинал контактов соответствует реальному пусковому, а не установившемуся току, поскольку ламповые и емкостные нагрузки потребляют во много раз больше номинального тока в течение нескольких миллисекунд.
• Обязательное срабатывание и обязательное отключение напряжения катушки при самой низкой и самой высокой температуре окружающей среды, а не только при 25 °C.
• Ширина импульса, минимальный интервал между срабатываниями и разрешенный рабочий цикл.
• Конфигурация катушки, плюс ток утечки каскада драйвера, который ее питает.
• Материал и конструкция контактов, поскольку AgSnO2 и двухконтактные перемычки лучше выдерживают пусковые нагрузки, чем одинарный тонкий контакт.
• Сертификация и температурные варианты для целевого рынка: UL TUV CQC РоХС

Преимущества реле с блокировкой малой мощности сводятся к одному изменению в конструкции: катушка перестает быть постоянной нагрузкой и становится кратковременной. Отсюда вытекает все остальное — меньшее потребление в режиме ожидания, меньшее тепло внутри корпуса, меньшее питание и контакт, сохраняющий свое положение при отключениях и отключениях. Цена — формирователь импульсов, документированное государственное соглашение и четкий ответ на то, что реле должно делать, когда питание управления пропадает. Сначала определитесь с этими тремя пунктами, и сравнение деталей станет в основном вопросом номинала контактов, конфигурации катушки и сертификации.