รีเลย์ล็อคแบบไฟฟ้าทำงานอย่างไร: การควบคุมพัลส์ ประเภทคอยล์ และการใช้งาน

ลองนึกภาพตัวควบคุมไฟถนนที่ต้องจดจำสถานะสวิตช์หลังจากไฟหลักขัดข้อง หรือมิเตอร์อัจฉริยะที่ต้องรักษาสถานะโหลดเบรกเกอร์ให้คงอยู่ในระหว่างการไฟดับ รีเลย์ทั่วไปจะลดเกราะลงทันทีที่แรงดันไฟฟ้าของคอยล์หายไป สูญเสียสถานะหน้าสัมผัส และบังคับให้ระบบเรียนรู้ตำแหน่งอีกครั้งเมื่อรีสตาร์ท รีเลย์ล็อคแบบไฟฟ้าไม่ทำงาน มันคงอยู่ที่เดิมโดยไม่มีกระแสคอยล์เป็นศูนย์ เนื่องจากวงจรแม่เหล็กของมันถูกสร้างขึ้นอย่างจงใจโดยมีตำแหน่งที่มั่นคงสองตำแหน่ง ความแตกต่างด้านพฤติกรรมเพียงอย่างเดียวคือสาเหตุที่รีเลย์ล็อคเป็นตัวเลือกเริ่มต้นในมิเตอร์อัจฉริยะ การควบคุมไฟส่องสว่าง โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ และการออกแบบสวิตช์ไฟอื่นๆ อีกมากมาย

บทความนี้จะอธิบายวิธีการทำงานของรีเลย์ล็อคแบบไฟฟ้า สิ่งที่แยกคอยล์เดี่ยวจากคอยล์คู่ ข้อกำหนดทางเทคนิคที่สำคัญจริงๆ และสิ่งที่วิศวกรมักพลาดเมื่อออกแบบให้เป็นผลิตภัณฑ์

รีเลย์ล็อคไฟฟ้าคืออะไร?

รีเลย์ล็อคไฟฟ้าหรือที่เรียกว่าไบสเตเบิลหรือรีเลย์อิมพัลส์เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่คงตำแหน่งหน้าสัมผัสหลังจากที่ขดลวดถูกยกเลิกพลังงาน รีเลย์แบบโมโนสเตเบิลมาตรฐานจะกลับสู่ตำแหน่งหน้าสัมผัสเริ่มต้นเมื่อกระแสคอยล์หยุดทำงาน รีเลย์ล็อคจะล็อคกระดองในสถานะที่ได้รับคำสั่งล่าสุดโดยใช้แม่เหล็กถาวรหรือวงจรแม่เหล็กที่มีรูปทรงพิเศษ พัลส์กระแสสั้นผ่านขดลวด โดยทั่วไปสิบมิลลิวินาที ก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนสถานะได้

เอกสารข้อมูลใช้คำสำคัญสองคำ: ชุด และ รีเซ็ต . ชุดย้ายหน้าสัมผัสไปยังตำแหน่งปฏิบัติการ การรีเซ็ตจะกลับสู่ตำแหน่งปล่อย เมื่อพัลส์สิ้นสุดลง รีเลย์จะคงตำแหน่งนั้นไว้อย่างไม่มีกำหนดจนกว่าพัลส์ถัดไปจะมาถึง

รีเลย์ล็อคคอยล์คอยล์เดี่ยว

คอยล์หนึ่งตัวทำหน้าที่ทั้งตั้งค่าและรีเซ็ต ความแตกต่างคือขั้วของพัลส์ที่ใช้: พัลส์บวกจะตั้งค่าหน้าสัมผัส และพัลส์ลบจะรีเซ็ตพวกมัน สิ่งนี้จะช่วยลดความยุ่งยากในการสร้างรีเลย์และลดจำนวนขั้วคอยล์ แต่วงจรขับเคลื่อนจะต้องสามารถย้อนกลับแรงดันไฟฟ้าข้ามคอยล์ได้

รีเลย์ล็อคคอยล์คู่

การออกแบบคอยล์คู่ทำให้มีคอยล์สองตัวแยกกันบนวงจรแม่เหล็กเดียวกัน การเพิ่มพลังหนึ่งคอยล์จะตั้งค่ารีเลย์ การกระตุ้นอีกฝ่ายจะรีเซ็ตมัน ไม่จำเป็นต้องกลับขั้ว ซึ่งทำให้วงจรควบคุมง่ายขึ้นและเหมาะกับเอาต์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ขับเคลื่อนพัลส์เชิงบวกเท่านั้น

กลุ่มผลิตภัณฑ์บางกลุ่มครอบคลุมทั้งสองตัวเลือกภายใต้ขอบเขตเดียวกัน ที่ FH31L ตัวอย่างเช่น ซีรีส์มีให้เลือกทั้งแบบคอยล์เดี่ยวหรือคอยล์คู่ ดังนั้นโครงร่าง PCB เดียวกันจึงสามารถรองรับกลยุทธ์การควบคุมที่แตกต่างกันได้

FH31L 80A รีเลย์ล็อคพร้อมตัวเลือกคอยล์เดี่ยวหรือคู่ รีเลย์ล็อค 80A นี้รองรับการกำหนดค่าคอยล์เดี่ยวและคอยล์คู่บนพื้นที่เดียวกัน ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยืดหยุ่นสำหรับมิเตอร์อัจฉริยะที่ต้องการการปฏิบัติตามข้อกำหนด UC2 และพลังงานสแตนด์บายต่ำ ดูผลิตภัณฑ์ →

หากคุณต้องการทบทวนให้กว้างขึ้นเกี่ยวกับการเตรียมการติดต่อและตรรกะในการเลือก โปรดดูคำแนะนำของเราที่ วิธีการทำงานของรีเลย์ ประเภทการติดต่อ และเกณฑ์การคัดเลือก เดินผ่านพื้นฐาน

กลไกการล็อคแม่เหล็กทำงานอย่างไร

กุญแจสำคัญคือแม่เหล็กถาวรที่วางอยู่ในกระดองหรือวงจรแกนกลาง ในตำแหน่งที่มั่นคงจุดหนึ่ง ฟลักซ์ของแม่เหล็กจะยึดกระดองไว้กับแกนและปิดหน้าสัมผัสไว้ เมื่อพัลส์กระแสไหลผ่านขดลวดในทิศทางที่ถูกต้อง มันจะสร้างฟลักซ์ที่ตรงข้ามกับฟลักซ์แม่เหล็กถาวร เมื่อฟลักซ์ของฝ่ายตรงข้ามแรงเพียงพอ กระดองจะคลายและแกว่งไปยังตำแหน่งอื่น โดยที่แม่เหล็กจะยึดไว้อีกครั้ง คราวนี้โดยที่หน้าสัมผัสเปิดอยู่ จากนั้นสามารถถอดกระแสคอยล์ออกได้

นี่คือเหตุผลว่าทำไมคอยล์จึงต้องการพลังงานระหว่างการเปลี่ยนผ่านเท่านั้น แรงจับยึดมาจากแม่เหล็ก ไม่ใช่จากกระแสต่อเนื่อง ในรีเลย์แบบโมโนสเตเบิลมาตรฐาน แรงยึดจะหายไปพร้อมกับกระแสคอยล์ ในรีเลย์แบบล็อค เป็นแบบถาวรโดยการออกแบบ

ลำดับการสลับในทางปฏิบัตินั้นสั้นและกำหนดได้:

1. ตัวควบคุมใช้พัลส์ที่ตั้งไว้โดยมีแอมพลิจูดและความกว้างเพียงพอ
2. กระดองเคลื่อนที่และหน้าสัมผัสเปลี่ยนสถานะ
3. ขดลวดจะถูกปล่อยออกมา และแม่เหล็กถาวรจะยึดตำแหน่งใหม่ไว้
4. สำหรับรอบถัดไป พัลส์รีเซ็ต (ขั้วกลับสำหรับรีเลย์คอยล์เดี่ยว หรือคอยล์ที่สองในรีเลย์คอยล์คู่) จะคืนค่าหน้าสัมผัส

ซิงเกิลคอยล์ กับ ดูอัลคอยล์: คุณควรเลือกอันไหน?

ทางเลือกไม่ค่อยเกี่ยวกับรีเลย์เอง มันเกี่ยวกับวงจรไดรฟ์ของคุณ ขอบควบคุม และพื้นที่ PCB

สำหรับแผงสูบจ่ายที่มีพื้นที่จำกัด รีเลย์คอยล์เดี่ยวจะลดเส้นทางด้านข้างคอยล์ลงเหลือเพียงสองราง สำหรับแผงอุตสาหกรรมแบบหลายช่องสัญญาณ รีเลย์คอยล์คู่ช่วยให้ PLC ขับเคลื่อนแต่ละคอยล์ได้โดยตรงโดยไม่ต้องกังวลเรื่องการกลับขั้ว

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญในการประเมินก่อนซื้อ

เอกสารข้อมูลรีเลย์แบบ Latching มีลักษณะคล้ายกับเอกสารข้อมูลรีเลย์มาตรฐาน แต่พารามิเตอร์ 3 ตัวสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ได้แก่ ความต้านทานของคอยล์ ความกว้างพัลส์การตั้งค่า/รีเซ็ตขั้นต่ำ และวัสดุหน้าสัมผัส

วัสดุหน้าสัมผัสถือเป็นคุณสมบัติหนึ่งที่ถูกมองข้ามมากที่สุด ซิลเวอร์ดีบุกออกไซด์ (AgSnO2) ต้านทานการเชื่อมและการกัดเซาะของส่วนโค้งได้ดีกว่าเงินเนื้อดีอย่างมากสำหรับการโหลดที่มีน้ำหนักมาก เช่น ตัวเก็บประจุ ตัวขับ LED และมอเตอร์ หากโหลดของคุณดึงกระแสไฟในสภาวะคงตัวหลายเท่าเมื่อเปิดสวิตช์ ให้เลือกรีเลย์ที่มีหน้าสัมผัส AgSnO2

UL TUV CQC RoHS เข้าถึง

ในกรณีที่ใช้รีเลย์ล็อคแบบไฟฟ้า

พฤติกรรมที่เสถียรสองทางของรีเลย์ล็อคจะแมปโดยตรงกับข้อกำหนดในโลกแห่งความเป็นจริง

มิเตอร์อัจฉริยะและอุปกรณ์สมาร์ทกริด

มิเตอร์อัจฉริยะจำเป็นต้องจดจำสถานะการเชื่อมต่อแม้ว่ากริดจะหยุดทำงาน และต้องทำงานโดยใช้พลังงานสแตนด์บายที่ต่ำมาก ที่ W30L คือตัวอย่างหนึ่งของแลตชิ่งรีเลย์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานมิเตอร์อัจฉริยะและการควบคุมแสงสว่าง โดยมีตัวเลือกการควบคุมด้วยมือสำหรับการแทนที่แบบแมนนวลระหว่างการติดตั้ง

W30L 40A/50A แลทชิ่งรีเลย์พร้อมระบบแมนวลโอเวอร์ไรด์ ออกแบบมาสำหรับมิเตอร์อัจฉริยะและการควบคุมแสงสว่าง รีเลย์แบบล็อคนี้ให้พลังงานสแตนด์บายต่ำ สวิตช์ควบคุมแบบแมนนวลสำหรับการติดตั้ง และการรับรอง UL/TUV/CQC เหมาะสำหรับการใช้งานที่คำนึงถึงพลังงาน ดูผลิตภัณฑ์ →

มิเตอร์จะดึงพลังงานจากคอยล์เพียงไม่กี่มิลลิวินาทีต่อการทำงานของสวิตช์ ซึ่งช่วยให้วงจรการวัดแสงทั้งหมดมีงบประมาณด้านพลังงานที่จำกัด

การควบคุมแสงสว่างและบ้านอัจฉริยะ

วงจรไฟส่องสว่างมักถูกเปลี่ยนจากสองตำแหน่งขึ้นไป รีเลย์ล็อคในแผงควบคุมส่วนกลางรับพัลส์สั้นจากปุ่มกดหรือตัวควบคุมภายในบ้าน และคงสถานะไฟส่องสว่างโดยไม่ต้องใช้คอยล์อย่างต่อเนื่อง เวอร์ชันหน้าสัมผัสคู่สามารถสลับทั้งสายสดและสายกลาง ช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการติดตั้งในครัวเรือน

โครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานและการชาร์จใหม่

อินเวอร์เตอร์ ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และเสาชาร์จไฟฟ้ากระแสสลับใช้รีเลย์ล็อคสำหรับการเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อโหลด รุ่นกระแสไฟสูงรองรับการสลับหน้าสัมผัส 100 A, 120 A หรือแม้แต่ 125 A ซึ่งมีประโยชน์สำหรับระบบจ่ายพลังงานและระบบกักเก็บพลังงาน

สำหรับการสลับกระแสที่สูงขึ้น FH21L มีความสามารถในการสลับ 90 A และเป็นตัวเลือกตัวแทนสำหรับการจัดการโหลดในการติดตั้งพลังงานใหม่

FH21L 90A แลทชิ่งรีเลย์สำหรับการจัดการโหลด ด้วยความสามารถในการสลับ 90A และรุ่นคอยล์เดี่ยวหรือคู่ รีเลย์ที่เป็นไปตามมาตรฐาน TUV นี้เหมาะสมกับการจัดการโหลดพลังงานใหม่ และสามารถผสานรวมกับสับเปลี่ยนหรือหม้อแปลงสำหรับการตั้งค่าการสูบจ่าย ดูผลิตภัณฑ์ →

การควบคุมทางอุตสาหกรรมและพลังข้อมูล

แผงอุตสาหกรรมใช้รีเลย์ล็อคเมื่อเครื่องจักรต้องจดจำสถานะหลังจากการหยุดชะงักของกระบวนการ แหล่งจ่ายไฟข้อมูลยังใช้เพื่อรักษาการกระจายพลังงานในการกำหนดค่าที่ทราบหลังจากไฟดับ ข้อได้เปรียบด้านพลังงานต่ำและการถือครองของรัฐแบบเดียวกันนี้ใช้กับแนวดิ่งเหล่านี้ หากการวัดแสงเป็นส่วนหนึ่งของโครงการถัดไปของคุณ คุณสามารถตรวจสอบของเราได้เช่นกัน ภาพรวมการใช้งานมิเตอร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ สำหรับมุมมองแบบ end-to-end ของข้อกำหนดรีเลย์ หม้อแปลงกระแส และสับเปลี่ยน

การออกแบบวงจรขับเคลื่อน: ข้อผิดพลาดทั่วไปสี่ประการ

รีเลย์เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการออกแบบ วงจรขับเคลื่อนจะกำหนดว่ารีเลย์ล็อคจะล็อคจริงหรือไม่

1. การใช้ไดโอดฟลายแบ็คอย่างง่ายบนรีเลย์คอยล์เดี่ยว

ไดโอดฟลายแบ็กที่พาดผ่านคอยล์จะปกป้องไดรเวอร์ แต่ในรีเลย์แลตชิ่งแบบคอยล์เดี่ยว ไดโอดจะฆ่าพัลส์รีเซ็ตด้วย เนื่องจากไดโอดดำเนินการในทิศทางตรงกันข้าม และลัดวงจรพัลส์เชิงลบได้อย่างมีประสิทธิภาพ ใช้สะพาน H และวางส่วนประกอบระงับเพื่อไม่ให้จับยึดพัลส์ขั้วกลับ

2. ละเว้นความกว้างพัลส์และกระแสขั้นต่ำ

ถ้าพัลส์สั้นเกินไปหรือแรงดันไฟฟ้าของคอยล์ลดลง กระดองอาจไม่ถึงตำแหน่งแม่เหล็กที่มั่นคง วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อคอยล์ ไม่ใช่ที่แหล่งจ่ายไฟ และใช้ความกว้างพัลส์ขั้นต่ำในเอกสารข้อมูลโดยมีระยะขอบ 20-30%

3. ลืมเกี่ยวกับการติดต่อ Inrush

โหลดแบบคาปาซิทีฟหรือมอเตอร์สามารถดึงกระแสไฟฟ้าในสภาวะคงที่ได้หลายครั้งเป็นเวลาสองสามมิลลิวินาที การพุ่งเข้ามานี้จะเกิดขึ้นอย่างแน่นอนเมื่อหน้าสัมผัสปิดและสามารถเชื่อมหน้าสัมผัสแบบเบาได้ เลือกรีเลย์ที่มีพิกัดกระแสหน้าสัมผัสสูงกว่าการไหลเข้าที่แย่ที่สุด ไม่ใช่โหลดในสภาวะคงตัว

4. ปล่อยพลังงานคอยล์ทิ้งไว้

รีเลย์แบบล็อคไม่ต้องการกระแสคอยล์ต่อเนื่อง หากข้อผิดพลาดของเฟิร์มแวร์ยังคงเปิดทรานซิสเตอร์ที่ตั้งค่าไว้ คอยล์อาจมีความร้อนมากเกินไป และฟลักซ์ต่อเนื่องในทิศทางเดียวอาจตรงข้ามกับแม่เหล็กถาวรตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ปิดสเตจไดรฟ์หลังจากความกว้างพัลส์ที่ต้องการเสมอ

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: รีเลย์ล็อคแบบไฟฟ้าใช้พลังงานอย่างต่อเนื่องหรือไม่?

ไม่ คอยล์จะดึงกระแสเฉพาะระหว่างการตั้งค่าพัลส์หรือรีเซ็ตเท่านั้น โดยทั่วไปจะใช้เวลาหลายสิบมิลลิวินาที หลังจากพัลส์ แม่เหล็กถาวรจะยึดกระดองให้อยู่ในตำแหน่ง ดังนั้นการใช้พลังงานในสภาวะคงตัวจึงเป็นศูนย์

Q2: จะเกิดอะไรขึ้นถ้าพัลส์ที่ตั้งไว้สั้นเกินไป?

กระดองอาจเริ่มเคลื่อนที่แต่ไปไม่ถึงตำแหน่งที่มั่นคงตรงข้าม เมื่อชีพจรสิ้นสุดลง แม่เหล็กถาวรจะดึงกระดองกลับสู่สถานะเดิม หรือหน้าสัมผัสจะเด้งกลับระหว่างตำแหน่ง ตรวจสอบแผ่นข้อมูลเพื่อดูความกว้างพัลส์ขั้นต่ำและเพิ่มระยะขอบ

คำถามที่ 3: ฉันสามารถเปลี่ยนรีเลย์มาตรฐานเป็นรีเลย์แบบล็อคบน PCB ที่มีอยู่ได้หรือไม่

ไม่ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนวงจรขับเคลื่อน ไดรเวอร์รีเลย์มาตรฐานที่สวิตช์ DC ไปในทิศทางเดียวไม่สามารถรีเซ็ตรีเลย์แลตชิ่งคอยล์เดี่ยวได้ คุณต้องมีสะพาน H หรือคอยล์รีเซ็ตแยกต่างหาก การให้คะแนนหน้าสัมผัสและแรงดันไฟฟ้าของคอยล์ต้องตรงกับโหลดและแหล่งจ่ายไฟของคุณด้วย

คำถามที่ 4: การออกแบบรีเลย์คอยล์เดี่ยวหรือดูอัลคอยล์ง่ายกว่าหรือไม่

สำหรับวิศวกรส่วนใหญ่ ดูอัลคอยล์จะง่ายกว่า เนื่องจากแต่ละคอยล์ขับเคลื่อนด้วยทรานซิสเตอร์แบบยูนิโพลาร์แบบธรรมดา และไม่จำเป็นต้องมีการกลับขั้ว คอยล์เดี่ยวช่วยประหยัดพื้นที่และต้นทุน PCB แต่ต้องใช้ H-bridge หรือตัวขับปั๊มชาร์จ

คำถามที่ 5: แลตชิ่งรีเลย์สามารถคงสถานะไว้ได้นานแค่ไหนโดยไม่มีกระแสไฟ?

ในทางปฏิบัติอย่างไม่มีกำหนด ตราบใดที่ชิ้นส่วนกลไกและแม่เหล็กถาวรยังคงรักษาคุณสมบัติไว้ โดยทั่วไปเอกสารข้อมูลจะระบุอายุการใช้งานทางกลที่ 100,000 ถึง 1,000,000 การดำเนินงาน และตำแหน่งที่ค้างไว้จะคงไว้ตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่ตามระยะเวลาที่กำหนด

รีเลย์ล็อคแบบไฟฟ้าช่วยแก้ปัญหาพื้นฐาน: วิธีรักษาสถานะสวิตชิ่งโดยไม่ต้องจ่ายกำลังคอยล์อย่างต่อเนื่อง หลักการทำงานนั้นเรียบง่าย โดยแม่เหล็กถาวรและพัลส์สั้นจะจัดการตำแหน่งที่มั่นคงทั้งสองตำแหน่ง แต่รายละเอียดของประเภทคอยล์ ความกว้างของพัลส์ วัสดุหน้าสัมผัส และโทโพโลยีของไดรฟ์จะตัดสินว่าผลิตภัณฑ์เชื่อถือได้นานหลายปีหรือล้มเหลวในเดือนแรก เริ่มจากโหลด จากนั้นย้อนกลับไปยังไดรเวอร์คอยล์ และตรวจสอบพารามิเตอร์ทุกตัวในเอกสารข้อมูลที่อุณหภูมิการทำงานของคุณ

Fanhar ผลิตรีเลย์ล็อคไฟฟ้าหลากหลายประเภทตั้งแต่ 8 A ถึง 125 A พร้อมตัวเลือกคอยล์เดี่ยวและคอยล์คู่ การรับรอง UL/TUV/CQC และวัสดุที่เป็นไปตามข้อกำหนด RoHS หากคุณกำลังประเมินระบบสูบจ่าย แสงสว่าง หรือการออกแบบพลังงานใหม่ หน้าผลิตภัณฑ์บนไซต์นี้มีข้อกำหนดโดยละเอียดที่คุณสามารถเปรียบเทียบได้โดยตรงกับโปรไฟล์โหลดของคุณ