산업기술
산업 제조
출력으로 분류되는 다양한 전기 및 전자 기기가 있습니다. 장치 이러한 장치는 기계 또는 장치의 일부 외부 물리적 프로세스를 제어하거나 작동하는 데 사용됩니다. 이러한 출력 장치를 일반적으로 액추에이터라고 합니다.
이 액츄에이터는 전기 에너지를 힘, 속도 등이라는 물리적 단위로 변환합니다. 릴레이는 기본적으로 두 가지 안정적인 상태를 가진 이진 액츄에이터입니다. 이 기사에서는 릴레이 스위치 회로의 세부사항에 대해 논의할 것입니다. , 디자인 및 기능을 제공합니다.
다양한 모양, 크기 및 정격 전력으로 제공되는 전기 작동 스위치입니다. 전기 계전기는 거의 모든 유형의 응용 분야에 적합합니다. 릴레이는 단일 패키지 내에서 단일 또는 다중 접점을 가질 수 있습니다. 더 큰 전력 계전기는 주로 "접촉기"라고 하는 주 전압 또는 고전류 스위칭 애플리케이션에 사용됩니다. Relay의 분류를 살펴보자.
전기 계전기는 기본적으로 다음과 같은 두 가지 하위 범주로 나뉩니다.
이름에서 알 수 있듯이 전자기계 릴레이는 전자기 장치. 기본적으로 전기 제어 신호의 적용에 의해 생성된 자속을 릴레이 스위치 내의 전기 접점을 작동시키는 당기는 기계적 힘으로 변환합니다. 가장 간단하고 가장 일반적인 형태의 전기화학 계전기는 침투성 철심 주위에 감긴 에너지 코일로 구성됩니다. 이 에너지 코일을 1차 회로라고도 합니다.
전기화학 계전기는 일반적인 전기 및 전자 제어에 사용됩니다. 또는 회로 전환 . 이들은 PCB 보드에 직접 장착되거나 독립형으로 연결됩니다. 독립 구성에서 부하 전류는 일반적으로 암페어로 작동합니다.
릴레이는 "Normally Open" 또는 "Normally Closed"의 두 가지 모드로 구성됩니다. 한 쌍의 접점을 NO(Normally Open) 또는 메이크(Make) 접점이라고 하고 다른 세트를 NC(Normally Closed) 또는 차단 접점이라고 합니다.
이제 일반적으로 "열린" 위치에서 계자 전류가 "ON"일 때만 접점이 닫힙니다. 일반적으로 "ON" 위치에서 스위치 접점은 유도 코일 쪽으로 당겨집니다. 전기 계전기의 가장 중요한 부분 중 하나는 코일입니다. 이 코일은 전류를 전자기 플럭스로 변환합니다. 이 자속은 릴레이 접점을 기계적으로 작동하는 데 사용됩니다. 릴레이 코일의 가장 큰 문제는 "고유도 부하"라는 것입니다. 릴레이 코일은 일반적으로 와이어 코일로 만들어집니다.
코일을 통해 전류가 흐르면 코일 주위에 자체 유도 자기장이 생성됩니다. 코일에서 전류가 "OFF"되면 큰 역기전력 전압이 생성됩니다. 이것은 코일과 자속의 충돌 때문입니다. 유도 역전압 값은 스위칭 전압에 비해 매우 높다. 이 전압은 릴레이를 작동하는 데 사용되는 트랜지스터, FET 또는 마이크로 컨트롤러와 같은 모든 반도체 장치를 손상시킬 수 있습니다.
참고: 이 용어 “ 평상시 열림" 및 "평상시 닫힘 "또는 접점 연결 및 차단은 릴레이 코일이 "비활성화"되었을 때의 전기 접점 상태를 나타냅니다. 즉, 릴레이 코일에 연결된 공급 전압이 없습니다.
전기 릴레이 사용에 대해 기억해야 할 한 가지 중요한 점은 "더 높은 부하 전류를 처리하기 위해 릴레이 접점을 병렬로 연결하는 것은 바람직하지 않음"입니다. Ex- 접점 정격이 각각 5A인 두 개의 릴레이 접점을 병렬로 사용하여 10A 부하를 공급하지 마십시오.
릴레이 접점은 접촉할 때 전류가 통과할 수 있도록 하는 전도성 부품을 사용하여 구성됩니다. 스위치처럼 설계되었습니다. 접점이 열리자 마자 접점 간의 저항이 매우 높아집니다. 결과적으로 개방 회로 상태가 되고 계전기를 통해 회로 전류가 흐르지 않습니다.
시간이 지나면 전기화학 계전기의 움직이는 부분이 마모되어 고장나거나 지속적인 아크와 부식으로 인해 계전기를 사용할 수 없게 될 수 있습니다. 또한 접점이 연결된 전기 회로에 영향을 줄 수 있는 접점 바운스로 인해 전기적으로 노이즈가 발생합니다. 이 릴레이의 어려움을 극복하기 위해 솔리드 스테이트 릴레이라는 또 다른 유형의 릴레이가 개발되었습니다.
무접점 계전기에는 움직이는 부분이 없습니다. 순수한 전자 장치입니다. 이 릴레이 유형에는 기계적 접점이 전력 트랜지스터, 사이리스터 또는 트라이액으로 대체되기 때문에 움직이는 부품이 없습니다.
가동 부품이 없기 때문에 릴레이는 신뢰성이 높고 오래 지속되며 전자기 간섭이 감소합니다. 이것은 솔리드 스테이트 릴레이를 기존의 전기 기계 릴레이에 비해 훨씬 빠르고 정확하게 만듭니다. 제어용 무접점 계전기의 입력 전력 요구 사항은 일반적으로 대부분의 IC 제품군과 호환될 만큼 충분히 낮습니다.
무접점 계전기의 출력 스위칭 소자는 반도체 소자이기 때문에 SSR의 출력 단자 양단의 전압 강하가 "ON"일 때보다 훨씬 높습니다. 전기 기계 릴레이의. 일반적으로 1.5~2.0볼트입니다. 오랜 시간 동안 대전류를 전환하려면 추가 방열판이 필요합니다.
드라이버나 증폭기를 추가할 필요 없이 사용할 수 있습니다. 그러나 출력 스위칭 반도체 소자는 반도체 소자이므로 과열을 방지하기 위해 적절한 방열판 또는 재료에 장착해야 합니다. 릴레이 스위칭 회로의 설계 및 유형은 상당히 큽니다. 릴레이는 단순한 스위치 회로처럼 하나 이상의 극을 전환한다고 합니다. 릴레이의 각 극에는 세 가지 다른 방법으로 던질 수 있는 접점이 있습니다.
릴레이를 던질 수 있는 다양한 방법:
중요:
릴레이는 두 가지 기본 작업을 위해 설계되었습니다. 하나는 저전압용이고 다른 하나는 고전압용입니다. 저전압 애플리케이션의 경우 계전기는 전체 회로의 노이즈를 줄이도록 설계되었습니다. 고전압 애플리케이션의 경우 주로 아크 현상을 줄이기 위해 설계되었습니다.
릴레이를 전환하는 일반적인 방법:
입력 출력 인터페이스 모듈 릴레이:I/O 모듈)은 컴퓨터, 마이크로 컨트롤러 또는 PIC와 같은 장치를 부하 및 스위치에 인터페이스하도록 특별히 설계된 또 다른 유형의 솔리드 스테이트 릴레이입니다. . 시장에는 기본적으로 4가지 유형의 I/O 모듈이 있습니다.
TTL 또는 CMOS 로직 레벨 출력에 대한 AC 또는 DC 입력 전압과 AC 또는 DC 출력 전압에 대한 TTL 또는 CMOS 로직 입력입니다. 각 모듈에는 하나의 장치 내에서 완전한 인터페이스와 절연을 제공하는 데 필요한 모든 회로가 포함되어 있습니다. 개별 솔리드 스테이트 모듈로 사용 가능하거나 시장에서 4, 8 또는 16 채널 장치에 통합되어 있습니다.
일반적인 NPN 릴레이 스위치 회로에는 NPN 트랜지스터 스위치에 의해 구동되는 코일이 있습니다. 트랜지스터의 베이스 전압이 0이면 트랜지스터는 차단 영역에 있고 개방 스위치로 작동합니다. 이 상황에서는 컬렉터 전류가 흐르지 않고 릴레이 코일의 전원이 차단됩니다.
베이스에 전류가 흐르지 않으면 릴레이 코일에도 전류가 흐르지 않습니다. NPN 트랜지스터의 영역을 포화시키기 위해 이제 큰 양의 전류가 베이스로 구동되면 전류가 베이스에서 이미 터로 흐르기 시작합니다.
PNP 릴레이 스위치 회로는 작동 전압의 다른 극성이 필요합니다. 릴레이 코일을 제어할 수 있다는 점에서 NPN 릴레이 스위칭 회로와 유사합니다. 예를 들어 PNP 유형이 Emitter에서 Collector로 전류를 흐르게 하려면 Collector-Emitter 전압이 음수여야 합니다.
MOSFET 릴레이 스위칭 작동은 BJT(Bipolar Junction Transistor) 스위치 작동과 매우 유사합니다. 작동 간의 주요 차이점은 MOSFET이 전압 작동 장치라는 것입니다. 그러나 Gate는 Drain-Source 채널과 전기적으로 분리되어 있습니다. N-채널 강화 MOSFET은 가장 일반적으로 사용되는 MOSFET 유형입니다. 게이트 단자의 양의 전압은 MOSFET을 "ON"으로 전환하고 게이트의 음의 전압은 "OFF"로 만듭니다. 이것은 MOSFET 릴레이 스위치에 이상적입니다.
N-채널 향상 MOSFET과 달리 음의 게이트 전압에서만 작동합니다. 이 구성에서 P-채널의 소스 단자는 +Vdd에 연결되고 드레인 단자는 접지에 연결됩니다. 둘 다 릴레이 코일을 통해 연결됩니다. 게이트 단자에 HIGH 전압 레벨이 인가되면 결과적으로 P-채널 MOSFET이 "OFF"됩니다.
적절한 릴레이를 선택할 때 염두에 두어야 할 사항:
예를 들어 릴레이 회로의 작동을 이해합시다.
릴레이 스위치를 사용하여 CFL 전구를 켜야 한다고 가정합니다. 이 릴레이 회로에서 푸시 버튼을 사용하여 5V 릴레이를 트리거하고 차례로 두 번째 회로를 완성하고 램프를 켭니다.
회로를 설계하기 위해 다음 구성요소를 수집합니다.
일반적인 ON/OFF 스위치는 릴레이 장치의 스위칭 목적으로 추가됩니다. 위의 회로에서 5V 릴레이는 9V 배터리로 전원을 공급받습니다. 처음에는 스위치가 열려 있을 때 코일을 통해 전류가 흐르지 않습니다. 결과적으로 릴레이의 Common Port는 "NO"(Normally Open) 접점에 연결됩니다. 따라서 LAMP는 "OFF" 상태를 유지합니다.
스위치가 닫히면 전류가 코일을 통해 흐르기 시작합니다. 이때 코일에 자기장이 발생하여 가동 전기자를 끌어 당기는 전자기 유도로 인해 Com Port가 릴레이의 NC(Normally Close) 접점에 연결됩니다. 결과적으로 CFL이 "켜짐"이 됩니다.
동등한 전력량의 전기기계 계전기에 비해 무접점 계전기의 주요 단점은 비용이 높다는 것입니다. 단극 단일 스로우 유형만 사용할 수 있으며 "OFF" 상태 누설 전류는 스위칭 장치를 통해 흐르고 높은 "ON" 상태 전압 강하 및 전력 손실은 추가적인 방열판 요구 사항을 초래합니다. 또한 일반적인 판매 상태 릴레이는 매우 작은 부하 전류 또는 오디오 또는 비디오 신호와 같은 고주파 신호를 전환할 수 없습니다. 그러나 이러한 유형의 애플리케이션에는 특수 솔리드 스테이트 스위치를 사용할 수 있습니다.
전기화학 계전기와 무접점 계전기는 일상 생활에서 매우 중요합니다. 장치의 요구 사항에 따라 둘 중 하나를 선택할 수 있습니다. 무접점 계전기는 전기 기계 계전기에 비해 다소 크고 위협적인 초기 가격표가 붙어 있습니다.
그러나 이 무접점 릴레이 접점의 움직임은 저전력 입력 신호의 전자기력을 사용하여 생성됩니다. 이것은 고전력 신호를 포함하는 회로의 완성을 허용합니다. 따라서 무접점 계전기는 전기 기계 계전기보다 우수합니다. 전기 기계 계전기는 간단한 기계 설계 방식을 사용하는 비교적 오래된 기술입니다.
광범위한 릴레이 애플리케이션이 있습니다. 가장 일반적인 응용 프로그램은 다음과 같습니다.
이 기사에서는 다양한 유형의 릴레이, 작동 및 응용 프로그램에 대해 논의했습니다. 이제 릴레이와 그 기능에 대해 잘 알게 되었습니다. 이 글을 읽으시면 불편함 없이 직접 릴레이를 설계하실 수 있을 것입니다.
관련 전자 프로젝트 회로:
산업기술
릴레이는 제어를 위해 Arduino 및 Raspberry Pi 보드와 인터페이스할 수 있는 장치를 제어하는 데 필수적입니다. 전자 시스템에서 고전류 제어 회로를 사용하지 않아도 되므로 유용합니다. 전기 기계 또는 전기 제어 회로와 관련된 프로젝트가 있는 경우 반드시 이중 스로우 릴레이가 필요합니다. 그러나 릴레이가 많기 때문에 가장 좋은 릴레이를 찾는 것이 다소 어려울 수 있습니다. 다행히도 제어 프로젝트를 안내해 줄 전문가가 있습니다. 그러나 먼저 더블 스로우 릴레이에 대한 자세한 내용을 읽으십시오. 장대와 던지기 그림
보조 접점은 회로 차단기, 릴레이 및 접촉기와 같은 1차 스위칭 장비와 함께 작동하는 2차 스위칭 장치입니다. 이러한 접점은 물리적으로 메인 스위칭 메커니즘에 연결되어 동시에 활성화됩니다. 그들은 일반적으로 기본 장치의 제어 회로에서 인터록 또는 리테이너로 사용되며 종종 작동 상태를 나타내는 데 사용됩니다. 많은 접촉기 및 회로 차단기는 보조 접점 세트를 통합 부품으로 제공하거나 필요에 따라 추가 또는 제거할 수 있는 모듈식 스냅온 장치일 수 있습니다. 이들은 상시 개방 또는 상시 폐쇄 접점 또는 이 둘의 조합으로 사용할 수 있습니