Opções para tensão da bobina reduzida e modulação da largura do pulso (PWM)
Redução de energia da bobina: (não se aplica a relés de engate)
Com frequência, é desejável reduzir o consumo total de energia de controle e reduzir o aquecimento. Uma maneira de fazer isso é reduzir o consumo de energia da bobina de relé. A seguir estão dois métodos usados para realizar isso para relés de bobina CC. É importante notar, no entanto, que a redução do poder da bobina por qualquer método reduz a capacidade do relé de manter a armadura dele assentada, reduzindo, assim, a tolerância dele ao choque e à vibração.
Da mesma forma, se o choque e/ou vibração soltarem o relé, ele se soltará e não voltará a operar até que seja acionado pelo menos pela tensão mínima de operação novamente. Especialmente no caso de aplicações críticas à segurança, deve-se tomar cuidado no projeto geral de controle para acomodar essa condição com segurança.
Todas essas técnicas dependem da tensão "de retenção" do relé conforme definido na Nota de Aplicação "O acionamento de bobina adequado é fundamental para um bom desempenho do relé e do contator". Observe que o parâmetro "de retenção" não é normalmente controlado durante a fabricação nem especificado na ficha técnica. Caso planeje implementar a redução de energia da bobina, você deve consultar a Engenharia de Produtos da TE, no mínimo, e também pode ser necessário pedir um relé especial cuja tensão "de retenção" é controlada para que a funcionalidade geral seja previsível e confiável.
- Tensão da bobina reduzida:
Um método para reduzir a potência da bobina é usar duas fontes de alimentação diferentes e bem filtradas que estão conectadas à bobina do relé (geralmente "OR" de diodo junto para isolamento) e a dois meios de unidade separados. Existem também vários meios diferentes de implementação disso, mas o mais comum é mostrado a seguir:
Figura 1.
Primeiro, (1) o relé é operado ativando a maior das duas tensões (igual ou maior que a tensão da bobina "nominal") por um mínimo de 100 milissegundos para operar e estabilizar o relé de forma confiável, então (2) a tensão inferior com magnitude pelo menos igual ou maior do que a tensão "de retenção" é ativada e a unidade de maior tensão é desativada para que a tensão mais baixa mantenha o relé no estado de operação.
Dependendo de quão baixa é a tensão "de retenção" para esse relé e da variação da temperatura ambiente, o designer deve garantir que a tensão "de retenção" seja alta o suficiente para acomodar o nível de choque e vibração esperado na aplicação e que a armadura permaneça assentada.
Para algumas famílias de relés que já foram estudadas, a Engenharia de Produtos da TE pode oferecer alguma assistência nos detalhes desta avaliação.
- PWM (Modulação da largura de pulso)
Outro método de redução da potência da bobina é a Modulação da Largura de Pulso (PWM). Neste esquema, a bobina de relé é conduzida por um nível inicial de tensão CC (1) de pelo menos a tensão "de operação" nominal por um mínimo de 100 milissegundos, em seguida, o transistor da unidade é "desligado" (2) e "ligado" (3) em alguma frequência desejável e em um ciclo de serviço que "retenha" o relé em seu estado de operação. Uma vez que a resposta do ciclo de frequência e serviço varia para cada mecanismo de relé, tensão da bobina, potência da bobina e vários outros fatores, esta é uma implementação complexa. A Engenharia de Produtos da TE deve ser sempre consultada durante a fase de projeto de controle.
Figura 2.
Dicas gerais da PWM:
- Um "diodo recirculante" deve ser sempre usado diretamente através da bobina de relé para permitir que a corrente circule novamente e ajude a segurar o relé em seu estado de operação. Nenhum diodo ou resistor zener deve estar no loop de recirculação porque isso reduz a capacidade de suportar o tempo "desligado".
- Especialmente acima de aproximadamente 10 kHz, o transistor de comutação deve ser classificado como confiável nessa frequência e o diodo através da bobina deve ser um tipo Shottky ou Fast Recovery. Isso geralmente significa que os transistores Darlington não são utilizáveis acima de 10 kHz e que são necessários FETs ou transistores bipolares de alto ganho de algum tipo.
- Geralmente é recomendado que a frequência seja no mínimo 15 kHz, para evitar ruídos de controle audíveis — especialmente para aplicações de ambiente silencioso.
Dependendo da tensão aplicada, da resposta de frequência do tipo de relé e da variação da temperatura ambiente (que afeta a razão L/R e, portanto, a resposta à frequência), o designer deve garantir que a tensão, a frequência e o ciclo de serviço sejam suficientes para acomodar o nível de choque e vibração esperado na aplicação.
Para algumas famílias de relés que já foram estudadas, a Engenharia de Produtos da TE pode oferecer alguma assistência nos detalhes desta avaliação.
Abaixo está um exemplo típico da resposta do ciclo de serviço e frequência de um relé em particular, dando os valores mínimos absolutos necessários para manter o relé em seu estado operacional em diferentes frequências e ciclos de serviço. ATENÇÃO: os valores no gráfico de amostra abaixo são apenas para referência e baseiam-se em uma pequena amostra de 10 relés. Eles nunca devem ser usados diretamente no design de controle, pois a operação do relé também será afetada pelo choque, vibração e temperatura da bobina, de modo que um ciclo de serviço mais alto seria sempre necessário dependendo da aplicação. Reforçando, a Engenharia de produtos da TE pode aconselhar com mais detalhes — especialmente para aquelas famílias de relés para as quais esses dados existem.
Outras variantes da bobina pulsada:
vários outros esquemas de acionamento de bobina pulsada, como "bomba de carga", também são usados às vezes, mas eles usam principalmente carga exponencial (em vez de retangular) e formatos de onda de carga/descarga que são muito difíceis de avaliar e controlar para garantir o acionamento adequado da bobina. Tais técnicas só devem ser utilizadas após uma avaliação muito cuidadosa.
Figura 3.
Opções para tensão da bobina reduzida e modulação da largura do pulso (PWM)
Redução de energia da bobina: (não se aplica a relés de engate)
Com frequência, é desejável reduzir o consumo total de energia de controle e reduzir o aquecimento. Uma maneira de fazer isso é reduzir o consumo de energia da bobina de relé. A seguir estão dois métodos usados para realizar isso para relés de bobina CC. É importante notar, no entanto, que a redução do poder da bobina por qualquer método reduz a capacidade do relé de manter a armadura dele assentada, reduzindo, assim, a tolerância dele ao choque e à vibração.
Da mesma forma, se o choque e/ou vibração soltarem o relé, ele se soltará e não voltará a operar até que seja acionado pelo menos pela tensão mínima de operação novamente. Especialmente no caso de aplicações críticas à segurança, deve-se tomar cuidado no projeto geral de controle para acomodar essa condição com segurança.
Todas essas técnicas dependem da tensão "de retenção" do relé conforme definido na Nota de Aplicação "O acionamento de bobina adequado é fundamental para um bom desempenho do relé e do contator". Observe que o parâmetro "de retenção" não é normalmente controlado durante a fabricação nem especificado na ficha técnica. Caso planeje implementar a redução de energia da bobina, você deve consultar a Engenharia de Produtos da TE, no mínimo, e também pode ser necessário pedir um relé especial cuja tensão "de retenção" é controlada para que a funcionalidade geral seja previsível e confiável.
- Tensão da bobina reduzida:
Um método para reduzir a potência da bobina é usar duas fontes de alimentação diferentes e bem filtradas que estão conectadas à bobina do relé (geralmente "OR" de diodo junto para isolamento) e a dois meios de unidade separados. Existem também vários meios diferentes de implementação disso, mas o mais comum é mostrado a seguir:
Figura 1.
Primeiro, (1) o relé é operado ativando a maior das duas tensões (igual ou maior que a tensão da bobina "nominal") por um mínimo de 100 milissegundos para operar e estabilizar o relé de forma confiável, então (2) a tensão inferior com magnitude pelo menos igual ou maior do que a tensão "de retenção" é ativada e a unidade de maior tensão é desativada para que a tensão mais baixa mantenha o relé no estado de operação.
Dependendo de quão baixa é a tensão "de retenção" para esse relé e da variação da temperatura ambiente, o designer deve garantir que a tensão "de retenção" seja alta o suficiente para acomodar o nível de choque e vibração esperado na aplicação e que a armadura permaneça assentada.
Para algumas famílias de relés que já foram estudadas, a Engenharia de Produtos da TE pode oferecer alguma assistência nos detalhes desta avaliação.
- PWM (Modulação da largura de pulso)
Outro método de redução da potência da bobina é a Modulação da Largura de Pulso (PWM). Neste esquema, a bobina de relé é conduzida por um nível inicial de tensão CC (1) de pelo menos a tensão "de operação" nominal por um mínimo de 100 milissegundos, em seguida, o transistor da unidade é "desligado" (2) e "ligado" (3) em alguma frequência desejável e em um ciclo de serviço que "retenha" o relé em seu estado de operação. Uma vez que a resposta do ciclo de frequência e serviço varia para cada mecanismo de relé, tensão da bobina, potência da bobina e vários outros fatores, esta é uma implementação complexa. A Engenharia de Produtos da TE deve ser sempre consultada durante a fase de projeto de controle.
Figura 2.
Dicas gerais da PWM:
- Um "diodo recirculante" deve ser sempre usado diretamente através da bobina de relé para permitir que a corrente circule novamente e ajude a segurar o relé em seu estado de operação. Nenhum diodo ou resistor zener deve estar no loop de recirculação porque isso reduz a capacidade de suportar o tempo "desligado".
- Especialmente acima de aproximadamente 10 kHz, o transistor de comutação deve ser classificado como confiável nessa frequência e o diodo através da bobina deve ser um tipo Shottky ou Fast Recovery. Isso geralmente significa que os transistores Darlington não são utilizáveis acima de 10 kHz e que são necessários FETs ou transistores bipolares de alto ganho de algum tipo.
- Geralmente é recomendado que a frequência seja no mínimo 15 kHz, para evitar ruídos de controle audíveis — especialmente para aplicações de ambiente silencioso.
Dependendo da tensão aplicada, da resposta de frequência do tipo de relé e da variação da temperatura ambiente (que afeta a razão L/R e, portanto, a resposta à frequência), o designer deve garantir que a tensão, a frequência e o ciclo de serviço sejam suficientes para acomodar o nível de choque e vibração esperado na aplicação.
Para algumas famílias de relés que já foram estudadas, a Engenharia de Produtos da TE pode oferecer alguma assistência nos detalhes desta avaliação.
Abaixo está um exemplo típico da resposta do ciclo de serviço e frequência de um relé em particular, dando os valores mínimos absolutos necessários para manter o relé em seu estado operacional em diferentes frequências e ciclos de serviço. ATENÇÃO: os valores no gráfico de amostra abaixo são apenas para referência e baseiam-se em uma pequena amostra de 10 relés. Eles nunca devem ser usados diretamente no design de controle, pois a operação do relé também será afetada pelo choque, vibração e temperatura da bobina, de modo que um ciclo de serviço mais alto seria sempre necessário dependendo da aplicação. Reforçando, a Engenharia de produtos da TE pode aconselhar com mais detalhes — especialmente para aquelas famílias de relés para as quais esses dados existem.
Outras variantes da bobina pulsada:
vários outros esquemas de acionamento de bobina pulsada, como "bomba de carga", também são usados às vezes, mas eles usam principalmente carga exponencial (em vez de retangular) e formatos de onda de carga/descarga que são muito difíceis de avaliar e controlar para garantir o acionamento adequado da bobina. Tais técnicas só devem ser utilizadas após uma avaliação muito cuidadosa.
Figura 3.
