Transistor Relay Driver Circuit na may Formula at Mga Pagkalkula

Sa artikulong ito ay buong pag-aaralan namin ang isang transistor relay driver circuit at matutunan kung paano idisenyo ang pagsasaayos nito sa pamamagitan ng pagkalkula ng mga parameter sa pamamagitan ng mga formula.

Kahalagahan ng Relay

Ang mga relay ay isa sa pinakamahalagang sangkap sa mga electronic circuit. Lalo na sa mga circuit kung saan ang mataas na paglipat ng kuryente o mains AC switch switching ay kasangkot, ang mga relay ang may pangunahing papel sa pagpapatupad ng mga operasyon.

Malalaman dito kung paano maayos na patakbuhin ang isang relay gamit ang isang transistor at ilapat ang disenyo sa elektronikong sistema para sa paglipat ng isang konektadong pag-load nang walang mga isyu.

Para sa isang malalim na pag-aaral tungkol sa kung paano gumagana ang isang relay mangyaring basahin ang artikulong ito

Ang isang relay, tulad ng alam nating lahat ay isang electromekanikal na aparato na ginagamit sa anyo ng isang switch.

Responsable ito para sa paglipat ng isang panlabas na pagkarga na konektado sa mga contact nito bilang tugon sa isang medyo maliit na kuryente na inilapat sa isang nauugnay na likid.

Karaniwan ang likaw ay sugat sa isang iron core, kapag ang isang maliit na DC ay inilapat sa coil, ito ay nagpapalakas at kumikilos tulad ng isang electromagnet.

Ang mekanismo ng contact na puno ng spring na inilagay sa isang malapit sa coil ay agad na tumutugon at naaakit patungo sa energized coil electromagnet force. Sa kurso ang contact ay kumokonekta sa isa sa mga pares nito magkasama at idiskonekta ang isang pantulong na pares na nauugnay dito.

Nangyayari ang kabaligtaran kapag ang DC ay naka-OFF sa coil at ang mga contact ay bumalik sa orihinal nitong posisyon, na kumokonekta sa nakaraang hanay ng mga pantulong na contact at ang pag-ikot ay maaaring ulitin nang maraming beses hangga't maaari.

Karaniwang kakailanganin ng isang elektronikong circuit ang isang driver ng relay na gumagamit ng isang yugto ng transistor circuit upang mai-converter itong mababa ang lakas ng DC switching output sa isang mataas na power mains AC switching output.

Gayunpaman ang mga signal ng mababang antas mula sa isang elektronik na maaaring makuha mula sa isang yugto ng IC o isang mababang kasalukuyang yugto ng transistor ay maaaring medyo walang kakayahan sa direktang pagmamaneho ng isang relay. Sapagkat, ang isang relay ay nangangailangan ng medyo mas mataas na mga alon na maaaring normal na hindi magagamit mula sa isang mapagkukunan ng IC o isang mababang kasalukuyang yugto ng transistor.

Upang mapagtagumpayan ang isyu sa itaas, ang isang yugto ng kontrol ng relay ay naging kinakailangan para sa lahat ng mga elektronikong circuit na nangangailangan ng serbisyong ito.

Ang isang driver ng relay ay walang anuman kundi isang karagdagang yugto ng transistor na naka-attach sa relay na kailangang patakbuhin. Ang transistor ay karaniwang at nagtrabaho lamang para sa pagpapatakbo ng relay bilang tugon sa mga utos na natanggap mula sa naunang yugto ng pagkontrol.

Diagram ng Circuit

Sumangguni sa nasa itaas na diagram ng circuit nakikita namin na ang pagsasaayos ay nagsasangkot lamang ng isang transistor, isang base risistor at ang relay na may isang flyback diode.

Gayunpaman mayroong ilang mga pagkakumplikado na kailangang ayusin bago magamit ang disenyo para sa mga kinakailangang pag-andar:

Dahil ang base drive boltahe sa transistor ay ang pangunahing mapagkukunan para sa pagkontrol sa mga pagpapatakbo ng relay, kailangan itong ganap na makalkula para sa pinakamainam na mga resulta.

Ang base resistor halaga id na direktang proporsyonal sa kasalukuyang sa buong collector / emitter lead ng transistor o sa madaling salita, ang relay coil current, na kung saan ay ang load ng kolektor ng transistor, ay naging isa sa mga pangunahing kadahilanan, at direktang naiimpluwensyahan ang halaga ng base risistor ng transistor.

Formula ng Pagkalkula

Ang pangunahing formula para sa pagkalkula ng base risistor ng transistor ay ibinibigay ng ekspresyon:

R = (Us - 0.6) hFE / Relay Coil Kasalukuyan,

• Kung saan ang R = base risistor ng transistor,
• Sa amin = Pinagmulan o ang nag-uudyok na boltahe sa base risistor,
• hFE = Ipasa ang kasalukuyang pagkuha ng transistor,

Ang huling expression na kung saan ay ang 'kasalukuyang relay' ay maaaring malaman sa pamamagitan ng paglutas ng sumusunod na batas ng Ohm:

I = Us / R, kung saan ako ang kinakailangang kasalukuyang relay, Us ang boltahe ng suplay sa relay.

Praktikal na Aplikasyon

Ang paglaban ng relay coil ay maaaring madaling makilala sa pamamagitan ng paggamit ng isang multimeter.

Ang Us ay magiging isang kilalang parameter din.

Ipagpalagay na ang supply sa Amin ay = 12 V, ang paglaban ng coil ay 400 Ohms, pagkatapos

Ipa-relay ang kasalukuyang I = 12/400 = 0.03 o 30 mA.

Gayundin ang Hfe ng anumang karaniwang mababang signal transistor ay maaaring ipalagay na nasa 150.

Ang paglalapat ng mga halagang nasa itaas sa aktwal na equation na nakukuha namin,

R = (Ub - 0.6) × Hfe ÷ Relay Kasalukuyan

R = (12 - 0.6) 150 / 0.03

= 57,000 Ohms o 57 K, ang pinakamalapit na halaga na 56 K.

Ang diode na konektado sa kabuuan ng coil ng relay kahit na walang paraan na nauugnay sa pagkalkula sa itaas, hindi pa rin ito maaaring balewalain.

Tinitiyak ng diode na ang reverse EMF na nabuo mula sa relay coil ay naikli sa pamamagitan nito, at hindi itinapon sa transistor. Kung wala ang diode na ito, susubukan ng likod na EMF na makahanap ng isang landas sa pamamagitan ng emitter ng kolektor ng transistor at sa kurso na permanenteng makapinsala sa transistor, sa loob ng mga segundo.

Relay driver Circuit gamit ang PNP BJT

Ang isang transistor ay pinakamahusay na gumagana bilang isang switch kapag ito ay konektado sa isang pangkaraniwang pagsasaayos ng emitter, nangangahulugang ang emitter ng BJT ay dapat na laging konektado nang direkta sa linya na 'ground'. Dito ang 'ground' ay tumutukoy sa negatibong linya para sa isang NPN at ang positibong linya para sa isang PNP BJT.

Kung ang isang NPN ay ginagamit sa circuit, ang pagkarga ay dapat na konektado sa kolektor, na papayagan itong i-ON / OFF sa pamamagitan ng paglipat ng negatibong linya na ON / OFF. Naipaliwanag na ito sa mga talakayan sa itaas.

Kung nais mong ilipat ang positibong linya na ON / OFF, sa kasong iyon kakailanganin mong gumamit ng isang PNP BJT para sa pagmamaneho ng relay. Dito maaaring maiugnay ang relay sa negatibong linya ng supply at ng kolektor ng PNP. Mangyaring tingnan ang figure sa ibaba para sa eksaktong pagsasaayos.

Gayunpaman ang isang PNP ay mangangailangan ng isang negatibong pag-uudyok sa base nito para sa pag-trigger, kaya kung sakaling nais mong ipatupad ang system na may positibong pag-uudyok maaaring kailanganin mong gumamit ng isang kombinasyon ng parehong NPN at PNP BJTs tulad ng ipinakita sa sumusunod na pigura:

Kung mayroon kang anumang tukoy na query tungkol sa konsepto sa itaas, mangyaring huwag mag-atubiling ipahayag ang mga ito sa pamamagitan ng mga komento para sa pagkuha ng mabilis na mga tugon.

Driver ng Power Saver Relay

Karaniwan, ang boltahe ng suplay para sa isang pagpapatakbo ng isang relay ay dimensyonado upang matiyak na ang relay ay hilahin-sa-optimize Gayunpaman, ang kinakailangang boltahe ng pagpapanatili ay karaniwang mas mababa.

Ito ay karaniwang hindi kahit kalahati ng boltahe na pull-in. Bilang isang resulta ang karamihan ng mga relay ay maaaring gumana nang walang mga problema kahit na sa pinababang boltahe na ito, ngunit kapag natiyak na sa paunang boltahe ng activation sapat na mataas para sa pull-in.

Ang circuit na ipinakita sa ibaba ay maaaring maging perpekto para sa mga relay na tinukoy upang gumana sa 100 mA o mas mababa, at sa boltahe ng suplay sa ibaba 25 V. Sa pamamagitan ng paggamit ng circuit na ito ay nasisiguro ang dalawang kalamangan: una sa lahat ng mga pagpapaandar ng relay na gumagamit ng sobrang mababang kasalukuyang 50% na mas mababa sa ang na-rate na boltahe ng suplay, at kasalukuyang binawasan sa paligid ng 1/4 ng aktwal na rating ng relay! Pangalawa, ang mga relay na may mas mataas na rating ng boltahe ay maaaring magamit nang may mas mababang mga saklaw ng supply. (Halimbawa ng isang 9 V relay na kinakailangan upang gumana na may 5 V mula sa isang supply ng TTL).

Makikita ang circuit na naka-wire sa isang boltahe ng suplay na may kakayahang hawakan nang perpekto ang relay. Sa oras na bukas ang S1, sisingilin ang C1 sa pamamagitan ng R2 hanggang sa boltahe ng suplay. Ang R1 ay isinama sa + terminal at ang T1 ay nananatiling naka-OFF. Ang sandali na S1 ay presed, ang base ng T1 ay makakakonekta upang magbigay ng karaniwang sa pamamagitan ng R1, upang lumipat ito sa ON at magmaneho ng relay.

Ang positibong terminal ng C1 ay kumokonekta sa karaniwang lupa sa pamamagitan ng switch S1. Isinasaalang-alang na ang capacitor na ito sa una ay nasingil sa supply boltahe nito -terminal sa puntong ito ay nagiging negatibo. Ang boltahe sa kabuuan ng coil ng relay samakatuwid ay umabot ng dalawang beses na higit sa supply boltahe, at ang paghila nito sa relay. Ang Switch S1 ay maaaring, tiyak, na mapalitan ng anumang pangkalahatang layunin na transistor na maaaring ilipat o patayin kung kinakailangan.