リレーのしくみ–基本、タイプ、アプリケーション

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リレーは電気機械式スイッチであり、低電力信号または1つの信号を使用して複数の回路を制御するために使用されます。これらはあらゆる種類のデバイスに見られます。リレーを使用すると、1つの回路で2番目の回路を切り替えることができます。2番目の回路は最初の回路から完全に分離できます。 2つの回路間のリレー内部には電気的接続はありません。リンクは磁気的および機械的のみです。

基本的に、リレーは電磁石、アーマチュア、スプリング、および一連の電気接点で構成されています。電磁石コイルはスイッチまたはリレードライバを介して電力を取得し、負荷が電源を取得するように電機子を接続します。アーマチュアの動きはバネを使って行われます。したがって、リレーは、磁気接続によってのみ相互に接続された2つの別個の電気回路で構成され、リレーは電磁石のスイッチングを制御することによって制御されます。




リレー3Co

リレー3Co

リレーのコイルを流れる電流は磁場を発生させ、レバーを引き付けてスイッチの接点を変更します。ループまたはコイル電流はオンまたはオフにすることができるため、リレーには2つのスイッチ位置があり、通常は双投(切り替え)スイッチ接点があります。リレーは通常SPDTまたはDPDTですが、スイッチ接点のセットを多数持つことができます。



接点は通常、コモン(COM)、ノーマルオープン(NO)、ノーマルクローズ(NC)です。コイルに電力が供給されていない場合、通常閉接点は共通接点に接続されます。コイルに電力が供給されていない場合、通常開接点は開いています。コイルに通電すると、コモンは通常開接点に接続され、通常閉接点はフローティングのままになります。双極バージョンは、一緒に開閉する2つのスイッチがあることを除いて、単極バージョンと同じです。

リレー3Co回路

リレー3Co回路

リレーの用途:

  • 一部のタイプのモデムやオーディオアンプのように、低電圧信号で高電圧回路を制御します
  • 自動車のスターターソレノイドのように、低電流信号で大電流回路を制御する
  • 回路ブレーカーを開閉することにより、送電線と配電線の障害を検出して切り分けます
  • 時間遅延機能。リレーを変更して、一連の接点の開閉を遅らせることができます。非常に短い遅延では、アーマチュアと動翼アセンブリの間に銅ディスクが使用されます

ディスクに流れる電流は、短時間磁場を維持します。少し長い遅延には、ダッシュポットが使用されます。ダッシュポットは、ゆっくりと逃げることができる液体で満たされたピストンです。期間は、流量を増減することで変更できます。より長い期間のために、機械的な時計仕掛けのタイマーがインストールされます。

3コイルでのリレーの動作:

回路から、接点がリレー3コイルと直列に接続されているリレー1とリレー2を最初のDC電源に接続します。リレー3は、リレー1と2がオンの場合にのみオンになります。これは、R、Y、およびBの電源が利用可能であることを意味します。リレー3の出力接点はリレー4Qに供給されます1、NC接点は両方とも3-Coリレーです。したがって、リレー3に供給されるR、Y、Bは、リレー4の接点に到達しません。リレー4のすべてのNO接点が結合されて、モーター接続コイルU1-Uへのスターモード構成が開発されます。、V1-V、W。1-に。リレー4は、主電源スイッチがオンになった後、タイマーICによってオンになりますが、リレー4の接点は、適切に配線されたNC接点によってモーター接続をデルタモードにします。単一フェーズとは、1つまたは2つのフェーズYおよびBが欠落していることを意味し、リレー1またはリレー2のいずれかがオフ状態になり、リレー3がオフになります。したがって、リレー3スイッチをオフにすると、入力3相がモーター電源に到達するのを防ぎ、単相でモーター電源を保護します。


3Co-Circuit

3Co-Circuit

2コイルでのリレーの動作:

セットコイルとリセットコイルの2つのコイルで構成されるラッチ構造のリレー。リレーは、同じ極性のパルス信号を交互に印加することによって設定またはリセットされます。

回路からは、ポートピン番号10からトランジスタによって駆動されるリレーが使用されます。リレーの接点は、固定電話接続に接続されています。その出力は、relay1がONの場合にのみ、電話回線に重ねて表示されます。リレーは、ダイヤルデータがMCからエンコーダに到達する前に、ピン番号10からQ2トランジスタを介して(LED表示L2で)動作します。ダイヤルは、ダイヤルされた番号の当事者が受信機を持ち上げるまで続きます。そうでない場合は、3分後に自動的にリレーが切り替わり、ハンドセットが仮想の「オンフック」状態になります。

2コイル回路付きリレー

2コイル回路付きリレー

1コイルでのリレーの動作:

パルス入力でオン/オフ状態を維持できるラッチ構造のリレー。 1つのコイルで、リレーは反対の極性の信号を適用することによって設定またはリセットされます。ここでは、ULN2003を使用した1コイルのリレーを見ていきます。

ULN2003は、マイクロコントローラの出力が最大5Vであり、電流供給が少なすぎるため、リレーとマイクロコントローラのインターフェイスに使用されるICであり、その電圧でリレーを動作させることは現実的ではありません。 ULN2003は、ダーリントントランジスタのセットで構成されるリレードライバICです。 ICに入力としてロジックハイが与えられた場合、その出力はロジックローになりますが、その逆はありません。ここでULN2003では、ピン1〜7はIC入力であり、10〜16はIC出力です。ロジック1がそのピン1に与えられると、対応するピン16がローになります。リレーコイルが正からICの出力ピンに接続されている場合、リレー接点の位置が通常開(NO)から通常閉(NC)に変わり、ライトが点灯します。入力にロジック0が指定されている場合、リレーはオフになります。同様に、最大7つのリレーを7つの異なる負荷に使用して、通常開(NO)接点でオンにするか、通常閉接点(NC)でオフにすることができますが、ここでは1つのリレーのみを操作に使用しました。

ロードオンとオフの図

ロードのオンとオフ

リレーを制御する2つの方法

置時計の使用

最も簡単な方法の1つは、タイマーを使用してリレーの切り替えを制御することです。ここでは、設定された時間になると負荷のオン/オフを切り替えることができる簡単な回路が開発されています。テレビ、ラジオ、音楽システムなどのAC負荷をオンにするために使用できます。そのトリガーパルスは、小さな置時計から取得されます。時計のアラームタイミングは、スイッチのオン/オフを手動で制御するように設定されています。基本的な考え方は、クロックアラームによってトリガーされるオプトカプラーを介してSCRのトリガーを制御することにより、リレーの切り替えを制御することです。

回路で使用されるいくつかのコンポーネント:

回路は次のもので構成されています。

  • 低価格の置時計
  • フォトカプラICMCT2E
  • リレーをトリガーするSCR。
  • リレーの両端に接続されたダイオード
  • 9V電池とコンデンサー
  • 抵抗器

システムの動作:

クロック出力は、オプトカプラICMCT2Eを使用して回路に与えられます。アラームが鳴ると、アラームブザーは約3ボルトになります。オプトカプラーはこの電圧でトリガーされます。オプトカプラーには、内部にLEDとフォトトランジスタがあります。フォトカプラ内部のLEDが外部電圧を受けて点灯すると、フォトトランジスタが導通します。

フォトトランジスタが導通すると、SCRBT169が起動してラッチします。これによりリレーが作動し、負荷がオン/オフに切り替わります。負荷が共通接点とNO接点を介して接続されている場合、負荷はオンになります。共通接点とNC接点を介して接続されている場合、負荷はオフになります。

クロック回路図を使用したリレー制御

クロック回路図を使用したリレー制御

SCRは、トリガーパルスがゲート端子に印加されると導通を開始します。 SCRは、ゲートパルスが除去されても導通を継続します。アノード電流を取り除くだけでオフにできます。したがって、プッシュオフスイッチS1を使用してSCRをリセットします。コンデンサC1は、スムーズに動作するようにSCRのゲートでバッファリング動作を行います。ダイオードIN4007は、SCRを逆起電力から保護します。

使用されている置時計は低価格のものです。背面カバーを開き、ブザー端子に2本の細いワイヤーをはんだ付けし、極性を確認しながらオプトカプラーのピン1と2に接続します。回路を電源でケースに入れ、その上の時計を接着剤で固定します。負荷を接続するために、ACソケットをボックスに固定することができます。

リレードライバICの使用ULN2003

リレーは、マイクロコントローラーに接続され、マイクロコントローラーからの信号に基づいてリレーを駆動するリレードライバーICULN2003を使用して制御することもできます。これは、7つのダーリントンペアのトランジスタで構成される高電圧ICです。基本的には16ピンICです。これは、7つの入力ピンと7つの対応する出力ピンで構成されています。

システムの動作

リレードライバは、最大7つのリレーを駆動でき、各リレーは7つの出力のそれぞれに接続されています。リレーの入力ピンは、マイクロコントローラーのI / Oピンに接続されています。ここでは、デモンストレーション用に1つのリレーのみを示しています。リレーとリレードライバには、ピン9に12 Vの電源が必要です。動作は、ロジックロー入力がロジックハイ出力になるインバータと同様です。負荷は通常開いている接点に接続されています。リレードライバの入力ピンの1つに論理ゼロが適用されると、対応する出力ピンの両端に論理High出力が発生します。リレーは両方のエンドポイントでほぼ同じ電圧に接続されているため、電流は流れず、リレーは通電されません。入力ピンのロジックが高い場合、出力ピンはロジック信号が低くなり、電位差により電流が流れ、リレーコイルがオンになり、電機子が通常の閉位置から通常の位置に移動します。開位置、これにより回路が完成し、ランプが点灯します。