Signalreleer – Forstå det grunnleggende

Reléer er en mye brukt og verdifull elektronisk enhet, etter å ha eksistert siden 1835. Til tross for sin alder fortsetter de å spille en viktig rolle innen ulike bransjer. De tillater fjernkontroll av en krets fra en avstand, noe som gjør dem nyttige i utbredte utrustninger. Selv tidlige datamaskiner ble bygget ved hjelp av et stort antall reléer for funksjoner med boolsk logikk. En viktig underkategori av releer er signalreleer, som har spesifikke bruksområder og ofte fyller en viktig rolle innen kommunikasjon. Denne artikkelen vil gi en introduksjon til signalreleer, inkludert hva de er, deres forskjeller i forhold til andre releer, viktigste utvalgskriterier med mer.

Grunnleggende om signalreleer

Signalreléer er i hovedsak elektrisk drevne elektromekaniske brytere (veklsere) som styrer strømflyten i en krets. De fungerer ved å bruke en magnetisk kraft, produsert av en kontrollstrøm som går gjennom en spole nær kontaktene, for å flytte interne bevegelige deler eller kontakter mellom åpne og lukkede posisjoner. Dette gjør det mulig for et lite signal, å styre et større. De ligner påstrømreléer , men er designet for å håndtere lav spenning og strøm, vanligvis under 2 ampere, og bytte laveffektsignaler med spenningsklassifiseringer vanligvis mellom 5 V_DC til 30 V_DC . På grunn av dette er de også kjent som «releer for lave signaler».

Som nevnt ovenfor er signalreleer en elektromekanisk relétype som er best egnet for utrustninger med lav spenning og strøm, med innvendige kontakter som er spesielt konstruert for lav effekt. Mens effektreleer, som håndterer høyere strøm og spenning, kan være mer økonomiske for visse bruksområder, kan de også ødelegge svakstrømssignaler i lyd- eller videokretser, noe som gjør signalreleer til et mer hensiktsmessig valg. Signalreleer kommer i små kapslinger, perfekt for kortmontering og tilbyr raskere bryter-/vekslingstider. De er typisk mindre kostbare enn faststoffreleer (solid state) og påvirkes ikke av spennings- eller strømtransienter, eller er mottakelige for EMI/RFI. På grunn av sin lille effekthåndtering genererer de også mindre varme enn faststoffreleer (solid state), og krever derfor vanligvis ikke løsninger med termiske styring i kretsen.

Figur 1: En grunnleggende sammenligning av releer for lavt og høyt nivå. (Bildekilde: Same Sky)

Fordeler med signalreleer

Signalreleer, som andre elektromekaniske releer, tilbyr en rekke fordeler i prosjekter, inkludert:

• Enkelhet med design
• Elektrisk isolasjon
• Robust drift
• Kostnadsbesparelser ved langdistansekabling
• Flere emballasje- og funksjonsalternativer
• Immunitet mot EMI/RFI

Når det er riktig tilpasset til kretsens strømbehov, gir signalreleer også flere fordeler som:

• Enkel betjening
• Liten størrelse
• Rimelig kostnad
• Motstand mot mekanisk støt
• Høy isolasjon mellom innvendig spole og kontakter

Nøkkelspesifikasjoner og valg av signalreleer

Når du velger en modell signalrelé for en design, er det flere faktorer å ta i betraktning, inkludert:

• Spenningsklassifisering: den maksimale spenningen som reléet kan veksle, typisk målt i V_DC eller V_AC .
• Strømklassifisering: maksimal strøm som releet kan bryte/veksle, målt i ampere.
• Kontaktmotstand: motstanden, målt i Ohm, lagt til lastkretsen.
• Spolespenning: den nominelle styrespenningen for reléspolen.
• Spolestrøm: den nominelle strømmen som spolen tåler med den nominelle spolespenningen.
• Kontaktskjema: releets konfigurasjon for bryting eller veksling (antall poler og normalt åpen eller normalt lukket konfigurasjon). For eksempel SPDT (1 skjema C) og DPDT (2 skjema C).
• Kontaktklassifisering: strøm- og spenningsverdiene for garantert ytelse av releet. Som et eksempel, er dette typisk uttrykt som 1 A ved 30 V_DC.
• Brytetid/vekslingstid: driftshastigheten reléet har fra styringsstrømmen påføres til kontaktene lukkes, eller omvendt.
• Monteringstype: monteringsmåten for utrustningen. Dette er typisk enten hullmontering eller overflatemontering på kretskortet (PCB-et).
• Dielektrisk styrke: den maksimale spenningen et relé kan tåle uten skade i en bestemt periode.
• Driftstemperatur: det spesifiserte temperaturområdet det et relé kan trygt og sikkert operere i uten å ta skade.

Med ovennevnte liste i tankene, kan en ingeniør deretter begynne prosessen med å velge et signal relé for et prosjekt. For å starte, må du bestemme den nødvendige spenningen og strømstyrken basert på den maksimale bryterlasten / vekslingslasten til kretsen. Det er viktig å huske på at signalreleene typisk veksler 2A eller mindre.

Identifiser deretter ønsket styrespenning og type, enten vekselspenning (AC) eller likespenning (DC), og spesifiser antall poler/kretser som skal brytes/veksles. Behøver også kretsens bryter/vekslingsarrangementet å være normalt åpen (NO) eller normalt lukket (NC)?

Til slutt bør du vurdere fremgangsmåten for montering av enheten i kretsen, for eksempel panelmontering, DIN-skinnemontering, overflatemontering eller hullmontering. Ved å bestemme de spesifikke parametrene som kreves, er det mulig å identifisere et relé som oppfyller behovene til systemet uten å være overdimensjonert.

Figur 2: De generelle stegene for å velge et signalrelé. (Bildekilde: Same Sky)

Bruksområder med signalreleer

Signalreleer blir på grunn av deres lave effektbryterfunksjoner implementert i et bredt spekter av bruksområder, både i utstyr til forbrukere og utstyr til kommersiell bruk. De gir en effektiv løsning for nettverksenheter som krever signaler med spenning over lang distanse og høyere strøm enn de fleste elektronikkenheter kan håndtere internt. Signalreleer er også nyttige i utrustninger med hurtig respons som ikke krever så mye strøm som et effektrelé. I tillegg, i hverdagslige omgivelser som hjem og kontorer, opererer en termostat ved lav spenning og strøm, men trenger å sende et signal til ovnen eller klimaanlegget (aircondition/varmepumpe). Et signalrelé kan ta det svake, laveffekts styresignalet og bruke det til å sende meldingen til heten for oppvarming eller kjøling, slik at den kan gjøre de nødvendige handlingene.

Konklusjon

Etter hvert som elektroniske systemer fortsetter å bli mer avanserte, oppstår ofte behovet for fullstendig elektrisk isolasjon mellom et bryte-/vekslingssignal og signalet som brytes/veksles. Signalreleer gir en løsning for sikker styring av strøm og spenning fra en avstand.

Disse enhetene er mye brukt i en rekke produkter og systemer til forbrukere og til kommersiell bruk for å bryte/veksle strøm i forskjellige typer kretser. Etter å ha identifisert kravene til et design, tilbyr Same Sky en rekke signalreleer for å møte en ingeniørs behover for lavnivå strømbryting/-veksling.