Relay coil suppression, Zener-diode, стабилитрон...

[VitaliyHTC]

Привет всем.

Вопрос в конце поста.
Немножко теории, возможно кому будет интересно.

В общем думаю многим известен факт что при отключении питания реле, механика генерирует в котушке реле ЕДС, дает большой скачок напряжения...
Как с етим бороться? на постоянке основные варианты:
- без диода - большой всплеск.
- с диодом - -0,7 вольт, но время отпускания
- с резистором, пропорцыонально.
- диод + стабилитрон - самый идеальный вариант.

1) котушка реле.

Relay_Coil_Suppression_01_wo.png

(40.79 КБ) 1353 скачивания

при отпускании всплеск в минус 500вольт и больше...
отпускание около 2,5мс
для управления с електроники - рисково, гореть будет.

2) с диодом.

Relay_Coil_Suppression_02_diode.png

(41.84 КБ) 1428 скачиваний

всего -0,7 вольт но при времени отпускания почти в 10мс, контакты могут свариться, и вообще ресурс реле сразу в 5 раз падает.
Схема простая, но для использования в авто с мощной нагрузкой - бред. Реле превратится в расходный материал, да и рисково с критической нагрузкой.

3) резистор, компромисный вариант. дольше время отпускания, ресурс реле в половину, всплеск напряжения - пропорционально сопротивлению.

4) Diode & 24V Zener.

Relay_Coil_Suppression_03_Diode_24V_Zener.png

(42.37 КБ) 1557 скачиваний

Время отпускания около 3,5мс, всплеск около минус 25вольт, ресурс реле около 90%.
Намного лучше, риски палить електронику минимальны.


Замеры времени отпускания реле с катушкой 55Ом, питание 13,5 вольт.

Relay_Coil_Suppression_04_Results.png

(72.35 КБ) 1322 скачивания

Влияние супресии (или как назвать?) на ресурс реле

Relay_Coil_Suppression_05_lifetime.png

(43.32 КБ) 1275 скачиваний

Инфа частично с документов Tyco Electronics Corporation.




Теперь собственно вопрос:
- какой мощности должен быть стабилитрон, чтоб он не сгорел?


Реле: http://e-voron.dp.ua/files/pdf/relay/Au ... 1912-4.pdf
Coil Voltage 3~24VDC - 12VDC
Coil Power 1.8W
- судя по даташыту 150мА при 12 вольтах.

Диод выпрямительный FR157: VR=1000 B, IF =1,5A, IFSM =60A, tв=500нс
Стабилитрон 1N5359B Vnom=24V(at 50mA) Pmax=5W Imax=198mA Корпус: DO201

Стабилитрон 1N5359B - под это дело подойдет, или надо что то по мощнее?

[Gudd-Head]

2) с диодом.
всего -0,7 вольт но при времени отпускания почти в 10мс, контакты могут свариться, и вообще ресурс реле сразу в 5 раз падает.

А можно попродробней, с чего это контакты могут свариться и ресурс падает?

какой мощности должен быть стабилитрон, чтоб он не сгорел

Смотрите на импульсный ток, а не мощность. У вас же ток через него не всё время будет течь.

[As]

Есть ещё вариант демпфирующей цепочки - RC...

[VitaliyHTC]

2) с диодом.
всего -0,7 вольт но при времени отпускания почти в 10мс, контакты могут свариться, и вообще ресурс реле сразу в 5 раз падает.

А можно попродробней, с чего это контакты могут свариться и ресурс падает?

Примерно: Механика реле рассчитана быстро размыкать и замыкать контакт. То есть время размыкания 10 мс с диодом против 2,5 мс (только катушка без супресии). При супресии теряется скорость размыкания контакта, в следствии чего больше времени продолжает гореть дуга в момент размыкания контакта, что может повлекти за собой случайное сваривание контактов под нагрузкой.


Оригинал доков, будет интересно почитать.

ENG_CS_13C3264_AppNote_0513_Coil_Suppression_Can_Reduce_Relay_Life_13c3264r.pdf

(48.92 КБ) 404 скачивания

ENG_CS_13C3311_AppNote_0513_Application_of_Coil_Suppression_with_DC_relays_13c3311.pdf

(92.97 КБ) 303 скачивания

Смотрите на импульсный ток, а не мощность. У вас же ток через него не всё время будет течь.

А вот тут без понятия. Судя по мощности катушки 1,8ватт - потребление 150мА, при напряжении 12 вольт, а стабилитрон будет срезать минус 25 вольт, не понятно при каком токе? И по графиках вроде как ток не будет больше 150ма, даже в пике, но не пойму. Какой ток должен держать стабилитрон.

[Gudd-Head]

но при каком токе?

Вестимо раз обмотка реле есть индуктивность, она сохраняет ток.
При снятии напряжения, ток будет почти линейно убывать.

[Deer]

Примерно: Механика реле рассчитана быстро размыкать и замыкать контакт. То есть время размыкания 10 мс с диодом против 2,5 мс (только катушка без супресии). При супресии теряется скорость размыкания контакта, в следствии чего больше времени продолжает гореть дуга в момент размыкания контакта, что может повлекти за собой случайное сваривание контактов под нагрузкой.

Поясните, пожалуйста, вот что. Пока через обратный диод течёт ток, не меньший тока удержания, якорь остаётся в притянутом (фронтовом) положении. То есть цепь физически не разомкнута, хотя с некоторого момента контактное давление уже ниже расчётного, то есть переходное сопротивление подрастёт. Но отпадания якоря ещё не происходит. А когда ток обмотки упадёт ниже тока удержания, вот тогда механика (пружина) и потянет якорь в отпавшее (тыловое) положение.

Время перелёта якоря в обоих случаях будет определяться механикой, а не током обмотки. Только момент начала перелёта будет разный при наличии диода и при отсутствии.

В чём я неправ?

[Андрей Бедов]

Абсолютно во всём правы.
Не будет "подтормаживания" механики в ПРОЦЕССЕ перекидывания. Отодвинется во времени только НАЧАЛО этого процесса.

[nirq]

Дуга образуется между контактами, а волшебные детальки для её гашения припаиваем к катушке.
Логично.
Или всё-таки разобраться: что, куда и почему зачем припаиваем.
А отгадать такую волшебную детальку, которая ОДНА решит сразу ВСЕ проблемы... вот это я понимаю МЕЧТА! Универсальный проблеморешателистор. Какого номинала проблему имеем, такого номинала проблеморешателистор и впаиваем.

Чем отличается сферический конь от настоящего?

[Deer]

Дуга образуется между контактами, а волшебные детальки для её гашения припаиваем к катушке. Логично.

У электромагнитного реле есть аж две проблемы: дуга на контакте при размыкании более-менее мощной нагрузки - это раз, и выброс ЭДС при обесточивании обмотки (кроме как путём шунтирования - а такие схемы тоже бывают ) - это два. Постановкой на обмотку (кстати, индуктивность обмотки при притянутом якоре достаточно ощутимая) диода (конденсатора, RC-цепочки) мы нисколько не касаемся проблемы-раз, но боремся с проблемой-два.

Даже на 12-вольтном реле, если взяться пальцами (одной лапы!!!) за выводы обмотки и разомкнуть цепь, становится вполне очевидно, что и зачем там надо ограничивать.

А механика как раз и должна обеспечивать решение проблемы-раз. То есть реле должно вытерпеть протекание тока через контакты в пределах паспортного, и скорость перелёта якоря (которая при обесточивании обмотки определяется механикой реле, возвратной пружиной, скорее всего) обеспечивает гашение этой дуги. В случае поляризованного реле с магнитным удержанием якоря, конечно, скорость перелёта якоря уже не в последнюю очередь зависит от тока обмотки, но там и схема включения куда веселее будет! При необходимости, там может стоять магнит, который будет выворачивать эту дугу, тем самым её удлиняя и облегчая гашение. И если всех этих мер, обеспечиваемых конструкцией реле, недостаточно, тогда уже появляется повод что-либо вешать на контакты. В том числе и контактный проблемарешателистор.

[nirq]

Механика никому не должна.
Если сделаешь механику, которая со всей дури размыкает контакты - замыкать их придётся тоже со всей дури. Для дури понадобится энергия, а для конструктивного оформления массогабарит.
Итого упрёшься либо просто в деньги, либо в принципиальную невозможность удовлетворения пользователя совокупностью характеристик.

В цифрах это выражается формулой "для гашения дуги на 100% необходимо и достаточно 65% дури". Из которой формулы уже легко вычисляется номинал проблемы.
Итого за проблемарешателистор без базара, непонятка только с конём.

должно вытерпеть протекание тока через контакты в пределах паспортного

Остальные слова в паспорте тоже не грех почитать.
Некст левел - понять: кто, почему и зачем их там написал. Но это уже для себя, а не для аргументации оппонента.

[Андрей Бедов]

Словоблудие полнейшее. Бла-бла-бла, по поводу известных истин, преподносящихся как "нечто из ряда вон"...

[neon]

Андрей Бедов, куда катится этот мир? Один написал набор слов, а второй прокомментировал. Зато они поняли друг друга.