แผนภาพวงจรรีเลย์ล็อค: หลักการทำงาน คู่มือการเดินสายไฟ และคำแนะนำในการเลือก

การออกแบบแผนภาพวงจรรีเลย์แบบล็อคเป็นหนึ่งในงานที่ดูซับซ้อนจนกว่าคุณจะเข้าใจแนวคิดหลัก: รีเลย์จะจดจำสถานะสุดท้ายโดยไม่ต้องใช้กระแสคอยล์ต่อเนื่อง ข้อสรุปในทางปฏิบัตินั้นง่ายมาก: เมื่อคุณตัดสินใจระหว่างอุปกรณ์คอยล์เดี่ยวและอุปกรณ์คอยล์คู่ รูปแบบการเดินสายไฟจะกลายเป็นการออกแบบสองปุ่มที่คาดเดาได้ ซึ่งคุณสามารถใช้ซ้ำกับมิเตอร์อัจฉริยะ ระบบควบคุมไฟส่องสว่าง และการใช้งานเสาเข็มชาร์จ ในคู่มือนี้ เราจะแจกแจงหลักการทำงาน แสดงตัวอย่างไดอะแกรม เปรียบเทียบรีเลย์แบบล็อคกับรีเลย์มาตรฐาน และอธิบายเกณฑ์การเลือกที่สำคัญในการผลิต

รีเลย์ล็อค คืออะไร?

รีเลย์ล็อคเป็นรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่ยึดหน้าสัมผัสไว้ในตำแหน่งเปิดหรือปิดผ่านโครงสร้างล็อคแม่เหล็ก โดยไม่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าต่อเนื่องผ่านขดลวด ในรีเลย์แบบไม่ล็อคแบบมาตรฐาน คอยล์จะต้องมีพลังงานอยู่เพื่อให้หน้าสัมผัสยังคงอยู่ในตำแหน่งสวิตช์ ในทางตรงกันข้าม รีเลย์แบบล็อคต้องการเพียงพัลส์สั้น ๆ เพื่อเปลี่ยนสถานะ จากนั้นแม่เหล็กถาวรหรือแรงแม่เหล็กตกค้างจะรักษาสถานะนั้นไว้

จากมุมมองของนักออกแบบ สิ่งนี้สามารถจัดการกับปัญหาสามประการในคราวเดียว ได้แก่ การใช้พลังงาน การสร้างความร้อน และความเสี่ยงที่คอยล์ร้อนจนหมด พิจารณามิเตอร์อัจฉริยะที่ทำงานตลอดเวลา คอยล์รีเลย์แบบไม่ล็อคที่กินไฟ 150 mW ใช้พลังงานอย่างต่อเนื่องประมาณ 1.3 kWh ต่อปี ในขณะที่รีเลย์แบบล็อคแทบจะไม่ดึงอะไรเลยระหว่างเหตุการณ์การสลับ ตลอดอายุการใช้งานสิบปี ความแตกต่างนั้นก็เพิ่มมากขึ้น

หากคุณต้องการทบทวนเกี่ยวกับวิธีการทำงานของผู้ติดต่อและหมวดหมู่แบบส่งต่อ คุณสามารถดูบทความของเราได้ที่ รีเลย์ทำงานอย่างไรและประเภทหน้าสัมผัส .

Latching Relay ทำงานอย่างไร?

สองสถานะที่มั่นคง

รีเลย์ล็อคมีตำแหน่งที่เสถียรทางกลไกสองตำแหน่ง เมื่อคอยล์ชุดได้รับพัลส์ กระดองจะเคลื่อนไปที่ตำแหน่งปิด และสลักแม่เหล็กจะยึดไว้ตรงนั้น เมื่อคอยล์รีเซ็ตได้รับพัลส์ กระดองจะเคลื่อนกลับ และสลักจะยึดมันไว้ในตำแหน่งเปิด หน้าสัมผัสจะไม่เปลี่ยนสถานะเมื่อไฟฟ้าถูกขัดจังหวะ เนื่องจากสลักแม่เหล็กไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระแสของคอยล์

การออกแบบคอยล์เดี่ยวและคอยล์คู่

การตัดสินใจหลักเมื่อศึกษาแผนภาพวงจรรีเลย์แบบล็อคคือประเภทคอยล์ รีเลย์แลตชิ่งคอยล์เดี่ยวใช้การกลับขั้ว: สายไฟหนึ่งเส้นเป็นบวกเมื่อตั้งค่า ลบลบเมื่อรีเซ็ต หรือตรงกันข้าม รีเลย์ล็อคคอยล์คู่ใช้คอยล์อิสระสองตัว: ตัวหนึ่งสำหรับตั้งค่าและอีกตัวหนึ่งสำหรับการรีเซ็ต วิธีนี้จะช่วยลดความยุ่งยากในการเดินสายเมื่อคุณต้องการเพียงการควบคุมแบบกดดึงแบบง่ายๆ หรือเมื่อไดรเวอร์ IC มีเอาต์พุตเพียงเอาต์พุตเดียวต่อทิศทาง

สำหรับการออกแบบที่ยอมรับตัวเลือกใดตัวเลือกหนึ่งได้ รีเลย์ล็อคไฟฟ้า FH31L พร้อมตัวเลือกคอยล์เดี่ยวและคอยล์คู่ นำเสนอทั้งสองเวอร์ชันในขนาดที่เข้ากันได้ ทำให้คุณมีความยืดหยุ่นโดยไม่ต้องออกแบบบอร์ดใหม่

FH31L 80A รีเลย์ล็อคพร้อมตัวเลือกคอยล์เดี่ยวและคอยล์คู่ รีเลย์ล็อค 80A นี้มีทั้งรุ่นคอยล์เดี่ยวและคอยล์คู่ในขนาดที่เข้ากันได้ ซึ่งทำให้การออกแบบบอร์ดง่ายขึ้น เป็นไปตามมาตรฐาน IEC62052-31:2005 UC2 และ RoHS ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานมิเตอร์อัจฉริยะ ดูผลิตภัณฑ์ →

ตัวอย่างแผนภาพวงจรรีเลย์ล็อค

ชุดคอยล์คู่/สายไฟรีเซ็ต

ในการกำหนดค่าดูอัลคอยล์ คอยล์ชุดและคอยล์รีเซ็ตจะถูกต่อสายเป็นกิ่งแยกจากรางขั้วบวกถึงกราวด์ การกดปุ่มตั้งค่าจะกระตุ้นขดลวดตั้งค่าชั่วขณะและล็อครีเลย์ การกดปุ่มรีเซ็ตจะกระตุ้นคอยล์รีเซ็ตและปล่อยสลัก

อุปกรณ์สายไฟกลับขั้วแบบขดเดียว

ในการออกแบบคอยล์เดี่ยว ทั้งการตั้งค่าและรีเซ็ตจะใช้คอยล์เดียวกัน หากต้องการเปลี่ยนสถานะ คุณจะต้องกลับขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขดลวด วิธีการทั่วไปใช้สะพาน H หรือทรานซิสเตอร์สองตัวที่จัดเรียงในรูปแบบพุชพูล พัลส์หนึ่งอันที่มีขั้วบวกจะตั้งค่ารีเลย์ ในขณะที่พัลส์ที่มีขั้วกลับขั้วจะรีเซ็ตรีเลย์ เนื่องจากคอยล์เหมือนกันสำหรับการทำงานทั้งสองอย่าง รอยเท้า PCB จึงเล็กลง แต่วงจรไดรเวอร์มีความซับซ้อนกว่าเล็กน้อย

รีเลย์ล็อคที่ขับเคลื่อนด้วย MCU

เมื่อไมโครคอนโทรลเลอร์ขับเคลื่อนรีเลย์ล็อค คุณสามารถใช้พิน GPIO สองตัวกับทรานซิสเตอร์สำหรับอุปกรณ์คอยล์คู่ หรือใช้ไดรเวอร์ H-bridge สำหรับอุปกรณ์คอยล์เดี่ยว เนื่องจากรีเลย์ดึงกระแสเฉพาะระหว่างสวิตชิ่งพัลส์ จึงสามารถจัดอันดับไดรเวอร์สำหรับพัลส์สั้นแทนที่จะเป็นโหลดต่อเนื่อง สิ่งนี้ทำให้วงจรที่ขับเคลื่อนด้วย MCU มีความน่าสนใจเป็นพิเศษในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และระบบวัดแสงอัจฉริยะที่ทุกมิลลิวัตต์มีความสำคัญ

Latching Relay กับ รีเลย์แบบไม่ล็อค

ตัวเลือกขึ้นอยู่กับว่าแอปพลิเคชันของคุณต้องการฟังก์ชันหน่วยความจำหรือสถานะที่ไม่ปลอดภัย หากการสูญเสียพลังงานต้องส่งผลให้อยู่ในสถานะปิด รีเลย์แบบไม่ล็อคจะปลอดภัยกว่า หากอุปกรณ์ต้องรักษาสถานะและคืนตำแหน่งที่ถูกต้องหลังจากไฟฟ้าขัดข้อง รีเลย์ล็อคจะเหมาะสมกว่า

วิธีการเลือก Latching Relay ที่เหมาะสม

แรงดันไฟฟ้าคอยล์

จับคู่แรงดันไฟฟ้าของคอยล์กับรางจ่ายของคุณ ค่าทั่วไป ได้แก่ 5V, 12V และ 24V คอยล์ที่มีพิกัดสำหรับ 12V ที่ทำงานที่ 5V จะไม่สามารถล็อคได้อย่างน่าเชื่อถือ และแรงดันไฟฟ้าเกินอาจทำให้ฉนวนเสียหายได้ หากวงจรของคุณใช้การกลับขั้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไดรเวอร์สามารถให้พัลส์ทั้งบวกและลบได้อย่างหมดจด

ประเภทคอยล์

ทางเลือกระหว่างซิงเกิลคอยล์และดูอัลคอยล์ขึ้นอยู่กับวงจรไดรเวอร์ของคุณ ดูอัลคอยล์มีตรรกะการควบคุมที่ง่ายกว่าเนื่องจากการตั้งค่าและการรีเซ็ตเป็นอิสระจากกัน คอยล์เดี่ยวใช้ขั้วต่อน้อยกว่าแต่ต้องมีการกลับขั้ว ซึ่งจะเพิ่มจำนวนส่วนประกอบของไดรเวอร์ สำหรับการออกแบบที่มีพื้นที่ PCB จำกัด อุปกรณ์คอยล์คู่ที่มีพินเอาท์ขนาดเล็กมักจะกำหนดเส้นทางได้ง่ายกว่า

การกำหนดค่าการติดต่อ

เลือกแบบฟอร์มการติดต่อตามปริมาณงานของคุณ SPST นั้นง่ายที่สุด แต่ SPDT และโครงสร้างหน้าสัมผัสคู่ช่วยให้คุณควบคุมสองวงจรในเวลาเดียวกัน หน้าสัมผัสแบบแยกส่วนช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในการสลับสัญญาณกระแสต่ำ และมีประโยชน์เมื่อคุณต้องการสลับทั้งสัญญาณกำลังและสัญญาณเสริมจากรีเลย์ตัวเดียว

โหลดการให้คะแนน

การสลับกระแส แรงดัน และกระแสพุ่งเข้าล้วนมีความสำคัญ โหลดแบบต้านทานจะจัดการได้ง่ายกว่าโหลดแบบเหนี่ยวนำหรือแบบคาปาซิทีฟ ซึ่งสร้างกระแสชั่วคราวที่สามารถเชื่อมหน้าสัมผัสได้ สำหรับแอปพลิเคชัน 16A ถึง 20A ที่มีข้อกำหนดการอนุมัติ UL และ CQC รีเลย์ล็อค FH42L สอดคล้องตามมาตรฐาน UL และ CQC เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงเนื่องจากมีการทดสอบสำหรับตลาดทั่วโลกและใช้โครงร่างเทอร์มินัล PCB มาตรฐาน

รีเลย์ล็อค FH42L 16A/20A พร้อมการอนุมัติ UL และ CQC รีเลย์ล็อค 16A/20A นี้ได้รับการรับรองมาตรฐาน UL และ CQC ให้การสลับที่เชื่อถือได้สำหรับตลาดทั่วโลก แรงดันไฟฟ้าพังทลาย 5KV และกำลังคอยล์ 250mW เหมาะกับแผงควบคุมบ้านอัจฉริยะและมิเตอร์ ดูผลิตภัณฑ์ →

การแก้ไขปัญหาทั่วไปเกี่ยวกับปัญหารีเลย์ล็อค

• รีเลย์ไม่เปลี่ยนสถานะ: ตรวจสอบแรงดันคอยล์และไดรเวอร์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะเวลาพัลส์คืออย่างน้อย 20 ms ถึง 50 ms เพื่อให้กระดองเคลื่อนที่ได้เต็มที่
• รีเลย์จะไม่คงสถานะ: ตรวจสอบสลักแม่เหล็ก พัลส์ที่สั้นเกินไปอาจทำให้กระดองอยู่ในตำแหน่งตรงกลาง ดังนั้นสลักจึงไม่ทำงานเต็มที่
• หน้าสัมผัสติดหรือเชื่อม: ลดกระแสไหลเข้าหรือใช้วัสดุหน้าสัมผัสที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับโหลด เช่น AgSnO2 ซึ่งต้านทานการกัดเซาะส่วนโค้งได้ดีกว่าหน้าสัมผัสที่เป็นเงินเท่านั้น
• เสียงรบกวนหรือการสลับที่ผิดพลาด: เพิ่มไดโอดฟลายแบ็กให้ทั่วคอยล์ โดยเฉพาะในวงจรคอยล์คู่ และกรองสายจ่ายที่มีเสียงดังด้วยตัวเก็บประจุขนาดเล็กใกล้กับรีเลย์

การใช้งานที่ Latching Relay ส่องแสง

รีเลย์แบบล็อคเป็นเรื่องปกติในมิเตอร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ เนื่องจากรีเลย์จะต้องคงอยู่ในสถานะที่กำหนดเป็นระยะเวลานานโดยไม่ทำให้มิเตอร์ระบายออก ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมไฟส่องสว่างในบ้านอัจฉริยะ เสาชาร์จ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม และระบบพลังงานใหม่ ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ความสามารถในการคงสถานะโดยไม่มีกำลังคอยล์อย่างต่อเนื่องจะช่วยลดความร้อนในตัวเองและยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบ PCB

สำหรับแอปพลิเคชันมิเตอร์อัจฉริยะและการควบคุมแสงสว่าง รีเลย์ล็อค W30L ออกแบบมาสำหรับมิเตอร์อัจฉริยะและการควบคุมไฟ มีขนาดกะทัดรัดและมีกลไกการยึดแบบเปิดปิดได้ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผงมิเตอร์และแผงควบคุมไฟ คุณยังสามารถสำรวจได้ Fanhar สนับสนุนแอปพลิเคชันมิเตอร์ไฟฟ้าอัจฉริยะอย่างไร เพื่อดูว่าส่วนประกอบเหล่านี้บูรณาการในการปรับใช้การผลิตอย่างไร

W30L 40A/50A Latching Relay สำหรับมิเตอร์อัจฉริยะและการควบคุมไฟ รีเลย์แบบล็อคนี้รองรับกระแสไฟสูงสุด 50A ด้วยขนาดที่กะทัดรัดและสวิตช์ควบคุมแบบแมนนวล เป็นไปตามมาตรฐาน UL, TUV และ CQC ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานมิเตอร์และการควบคุมแสงสว่าง ดูผลิตภัณฑ์ →

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: รีเลย์ล็อคต้องใช้พลังงานคงที่หรือไม่

ไม่ แลตชิ่งรีเลย์ต้องการเพียงพัลส์เพื่อเปลี่ยนสถานะ หลังจากเปลี่ยนสวิตช์แล้ว สลักแม่เหล็กจะยึดหน้าสัมผัสให้อยู่กับที่โดยไม่มีกระแสคอยล์ต่อเนื่อง ดังนั้นคอยล์จึงไม่สิ้นเปลืองพลังงานในขณะที่รีเลย์ไม่ได้ใช้งาน

Q2: ไหนดีกว่า: คอยล์เดี่ยวหรือคอยล์คู่?

มันขึ้นอยู่กับคนขับ ดูอัลคอยล์ควบคุมได้ง่ายกว่าด้วย GPIO แบบธรรมดา เนื่องจากการตั้งค่าและการรีเซ็ตเป็นอิสระจากกัน คอยล์เดี่ยวช่วยรักษาขั้วต่อ แต่ต้องใช้วงจรการกลับขั้ว เช่น สะพาน H หากคุณกำลังปรับพื้นที่ PCB ให้เหมาะสม คอยล์คู่ที่มีโครงร่างเทอร์มินัลขนาดกะทัดรัดมักจะสะดวก

คำถามที่ 3: แลตชิ่งรีเลย์ไม่สามารถเปิดหรือปิดได้หรือไม่

ใช่. การสึกหรอของกลไก หน้าสัมผัสแบบเชื่อม หรือสลักแม่เหล็กที่ล้มเหลวอาจทำให้เกิดความล้มเหลวทั้งสองโหมดได้ การเลือกโหลดที่เหมาะสม การขับเคลื่อนคอยล์ที่เพียงพอ และรีเลย์ที่มีโครงสร้างหน้าสัมผัสที่แข็งแกร่งจะช่วยป้องกันความล้มเหลวเหล่านี้

คำถามที่ 4: พัลส์ควบคุมควรอยู่นานแค่ไหน?

โดยทั่วไป 20 ms ถึง 50 ms ก็เพียงพอแล้วสำหรับรีเลย์ล็อค 12V หรือ 24V พัลส์ที่ยาวกว่าจะไม่ทำให้รีเลย์เสียหายแต่เป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน ในขณะที่พัลส์ที่สั้นมากอาจไม่สามารถเคลื่อนอาร์เมเจอร์ได้เต็มที่และอาจส่งผลให้เกิดการสวิตชิ่งที่ไม่น่าเชื่อถือ

บทสรุป

แผนภาพวงจรรีเลย์ล็อคนั้นอ่านง่ายเมื่อคุณรู้ว่าอุปกรณ์ใช้ขดลวดหนึ่งหรือสองขดลวด เมื่อประเภทคอยล์ชัดเจนแล้ว การเดินสายไฟจะเป็นไปตามรูปแบบที่คาดเดาได้ และงานออกแบบหลักจะเปลี่ยนไปใช้การเลือกแรงดันไฟฟ้าของคอยล์ อัตราการสัมผัส และส่วนประกอบการป้องกันที่ถูกต้อง สำหรับมิเตอร์อัจฉริยะ การควบคุมไฟส่องสว่าง และอุปกรณ์พลังงานใหม่ การประหยัดพลังงานและความน่าเชื่อถือในระยะยาวของรีเลย์แบบล็อคเป็นเรื่องยากที่จะเทียบเคียงกับทางเลือกอื่นที่ไม่มีการล็อค