Jaké zvolit napětí cívky relé pro co nejrychlejší přítah?

[Martin Beneš]

Pracuji na spínání odporové zátěže 1,5 kW pomocí relé. Pro napájení cívky mám k dispozici napětí 12 V (ve skutečnosti spíše 11 V s přihlédnutím k úbytku na spínacím MOSFETu). Přemýšlím, zda použít relé s cívkou pro 12 V, ale moc se mi do této varianty nechce - domnívám se, že kontakty asi budou při pomalých přítazích trpět vzhledem ke spínanému výkonu. Spíše bych to viděl na použití relé 6 V se sériovým odporem. U této varianty bych ještě uvažoval o paralelním připojení kondenzátoru k odporu pro rychlejší přítah (předpokládám, že napěťové špičky při spínání cívce neuškodí),  ale nevím, zda při takovém nehrozí rezonance spojená např. s rozkmitáním kontaktů relé.



#116#

[dolac]

Ak má cievka relé ovládacie napätie 12V DC, tak máte zbytočné obavy, bude v pohode spínať aj s rezervou.  S tým úbytkom 1V na MOSFET-e ste to riadne prehnal. U týchto tranzistorov neide o saturaračne napätie ako u bipoláru, ale rozhodujúci je odpor v zapnutom stave a ten je minimálny. Nebudete tam mať asi ani 0,1V. 

[Milan Karvánek]

Osobně bych začal tím, že si přečtu v katalogu výrobce relé jaký je pracovní rozsah spínacího napětí a potom uvažoval o ztrátách v navrhované elektronice, to je ale již téma pro jiná diskusní fóra.

[kokeš jiří]

radeji spravne dimenzovat, ci predimenzovat silove kontakty...

[Martin Kurka]

Vážený pane Beneši,
kolega Dolac to s cívkou řekl výstižně,
nedělejte si hlavu s použitím cívky relé 12V.
Průmyslové relé spolehlivě spíná i v toleranci napětí +/-10% a to ve všech polohách a za normovaných vibrací a bez odskakování kontaktů.
A Vámi odhadnutý úbytek napětí na MOSFETU je přehnaný, takové relé pro tepelný proud 8A (6,5A) (1,5kW/230V) mívá proud cívky 20-60mA, to by musel mít MOSFET Rdson= přes 16 Ohmů.
Ani ministykač, který byl pro dané použití byl správnější s příkonem cívky 3W (250mA) neudělá na MOSFETU takový úbytek.
BTW  i pro jiné aplikace -  použijete-li MOSFET s menším Rdson je to jistě levnější než přídavný urychlovací obvod

Zkrátka pro životnost relé na odporové zátěži nemá rozsah spínacích napětí cívky v rozsahu +/- 10% prakticky naprosto žádný vliv.

Daleko větší vliv na životnost kontaktu má odpor zátěže za studena - tam může být rozběhový proud skrz kontakt 3-5 násobně větší.

A to co vám řekl kolega Kokeš je proto, že
stykače se od relé liší tím, že udávaný proud stykače je pro AC3 (spínání motorů) a pro odporovou zátěž (AC1) může takový stykač vydržet i  2-6x větší proud - kdežto u relé je udávaný sepnutelný proud naprosto maximální hodnota (vyšší než AC1) a musí se podle typu zátěže redukovat. Takže 6A stykač je asi to samé jako by bylo pomocné relé pro proud asi 20A.

Například velmi slušné relé Schrack RT1 pro jmenovitý proud 16!!A - podtyp RT33K se zvýšeným zapínacím proudem na 80A (speciálně vyvinuté relé pro žárovky) má při proudu 6,5A životnost kontaktů 40 000 sepnutí což je ještě únosné

Pro srovnání standardní 9A ministykač Schrack K1-09D10 při stejném proudu 6,5A 1,5 miliónu sepnutí = 35x větší životnost a pro AC1=spínání odporové zátěže je povolen jmenovitý proud až 20A (tehdy má životnost 200 000 sepnutí).

 

[Martin Beneš]

   všem za reakce, obzvlášť Martinovi Kurkovi za vyčerpávající odpověď.

Původně jsem se chystal použít tranzistor BS170, který má odpor v sepnutém stavu 10 ohmů, takže úbytek už by byl nezanedbatelný (vybrané relé ma proud cívkou 55 mA). Ale pro jistotu vyberu tranzistor s menším odporem.

Co se týče odporu zátěže, tak když jsem ho měřil za studena, byla hodnota přibližně stejná, jaká by teopreticky měla být zatepla. Ale ještě to přeměřím.

Mimochodem, zvolil jsem relé Finder 4061, co si o něm myslíte? Nemáte s ním někdo zkušenosti co se týče životnosti?

[Fuk Tomáš]

Myslím, že si děláte zbytečně vrásky.

BS 170 má ve stavu ON odpor typicky 1,2 ohm, max. 5 ohm (V_GS=10V). To při 55mA dělá max. 275 mV. Viz http://www.fairchildsemi.com/ds/BS/BS170.pdf

Pokud použijete běžný bipolární tranzistor, tak v saturaci na něm bude úbytek V_CE<0,3V.

Praktický vliv na rychlost spínání bude v obou případech nepatrný. A při spínání ohmické zátěže se budou kontakty opalovat především při rozpínání,  a rychlost toho rozpínání neovlivníte napájecím napětím. Ovlivníte ji jenom volbou velikosti napěťové špičky, kterou budete ořezávat ochrannou diodou přes cívku.

Relé Finder 4061 by mělo mít při nominální zátěži 16A (4kVA, AC1) životnost kontaktů 100.000 cyklů. Viz http://www.farnell.com/datasheets/12686.pdf
Při ohmické zátěži 6,5A by měla být životnost 400.000 cyklů (viz graf na str. 23)