Зниження потужності, що споживається реле - Джерела харчування - Придністровськийпортал радіоаматорів
Завдання зниження потужності, що споживається реле у статичному режимі, не втрачає актуальності для розробників електронної апаратури. Використання сучасної елементної бази дозволяє розмістити на платі компактний пристрій керування реле, який дозволяє мінімізувати споживану ним потужність.
На рис. 1 представлена схема, що дозволяє здійснювати управління обмоткою електромагнітного реле з номінальною напругою живлення 6.
Для впевненого спрацьовування реле спочатку до нього прикладається повна напруга, а потім воно знижується до напруги утримання, що дорівнює приблизно 3,3 В. Зазначений алгоритм управління дозволяє знизити споживану потужність реле приблизно в чотири рази.
Для управління реле використовується перетворювач напруги на конденсаторах МАХ1681 [1] виробництва компанії Maxim/Dallas. Цей виробник виготовляє ще одну мікросхему тієї ж серії - МАХ1680 [1], яка відрізняється лише деякими показниками.
Основні технічні параметри мікросхеми МАХ1681
Мікросхеми МАХ1681 та МАХ1680 можуть інвертувати або подвоювати вхідну напругу. Можливий вибір частоти перемикання – 500 кГц/1 МГц для МАХ1681 та 125/250 кГц для МАХ 1680.
Перевагою даних мікросхем є можливість використання вихідних вхідних і перемикаються конденсаторів малої ємності - 1 і 4,7 мкФ для МАХ1681 і МАХ1680 відповідно.
Напруга живлення всього вузла (+Uпит) становить 3,3 В. Перетворювач забезпечує його інвертування таким чином, щоб отримати напругу 6 В, необхідне включення реле. При подачі низької напруги на резистор R1 включається транзистор VT1, щопризводить до включення перетворювача і вироблення на його виході OUT напруги близько -3 відносно загального проводу. На реле надходить номінальна напруга живлення, що призводить до його включення.
Внутрішня частота перемикання перетворювача обрана 1 МГц підключенням виведення 1 FSEL до загального дроту, вона значно перевищує частоту перемикання популярної мікросхеми подвоювача/інвертора напруги ICL7660, що дорівнює 10 кГц. Дана обставина дозволяє використовувати вихідні, вхідні і конденсатори С1-С3, що перемикаються, ємністю всього лише 1,0 мкФ. Як ці компоненти можна використовувати недорогі керамічні конденсатори 1206YC105MAT2A серії X7R виробництва компанії AVX.
При надходженні вхід мікросхеми DA1 напруги живлення починається заряд конденсатора С4 через резистор R2. Як тільки на вході SHDN (висновок 7) напруга перевищить рівень балка. 1 перетворювач вимикається, але при цьому його вихід OUT (висновок 5) не переходить у високоімпедансний стан, а через внутрішній ключ з'єднується із загальним проводом, забезпечуючи в цьому стані опір менше 5 Ом. Дана обставина дозволяє використовувати висновок SHDN як ключ, при спрацьовуванні якого напруга на виході OUT збільшується з -3 відносно загального дроту (перемикач працює в режимі інвертора напруги) до нуля (перемикач знаходиться у вимкненому стані). У цьому стані мікросхема споживає струм менше ніж 1 мкА.
При випробуванні макета пристрою та живленні від джерела напругою 3,3 В, виміряна частота перемикання становила 955 кГц. У табл. 1 наведені параметри роботи пристрою при керуванні реле з робочою напругою 6 і опором обмотки 400, 180 і 90 Ом.