Существуют различные типы реле, доступные в различных размерах и номиналах, предназначенные для удовлетворения различных электронных, электрических и промышленных потребностей. Среди множества доступных вариантов — герконовое реле. Хотя оно не так популярно, как некоторые другие реле, как и любое другое реле, оно имеет свои уникальные особенности, которые выделяют его среди других и являются предпочтительными для некоторых конкретных применений.
Выбор правильного компонента для вашей схемы улучшит ее общую эффективность, энергопотребление и долговечность вашей схемы. Эта статья поможет вам понять различные особенности герконовых реле, их принцип работы и когда лучше всего рассматривать их для использования в схемотехнике.
Что такое герконовое реле?
Герконовое реле — это автоматический выключатель, как и любое другое известное реле. Катушка окружает стеклянную трубку, содержащую тонкие магнитные язычки. Катушка создает магнитное поле, когда через нее протекает ток; магнитное поле заставляет язычок вступать в контакт, облегчая автоматическое переключение герконового реле.
Между тем, герконовое реле работает аналогично стандартному реле, хотя оно поставляется в меньшем корпусе и переключается быстрее, чем обычное механическое реле. Они подходят для маломощных приложений и в основном рассматриваются за их бесшумность, быстрый отклик и точную коммутационную способность по сравнению с обычным механическим реле.
Поскольку герконовые реле очень энергоэффективны и требуют только короткого импульса тока для переключения состояний, они идеально подходят для устройств с батарейным питанием и маломощных устройств. Однако герконовые реле обычно ограничиваются слаботочными приложениями, поскольку чрезмерный ток может привести к перегреву или повреждению нежных контактов геркона.
Это ограничение означает, что герконовые реле обычно выбирают для цепей с умеренными требованиями к току и напряжению, что позволяет им обеспечивать надежную работу без необходимости использования мощных компонентов.
Что такое геркон?
Герконовый переключатель — это устройство с двумя сплющенными ферромагнитными язычками, тщательно запечатанными в трубке и управляемыми или приводимыми в контакт внешним магнитом. Имеет смысл сказать, что герконовое реле — это всего лишь язычок, окруженный внешней катушкой, управляемой электрическим сигналом.
Работа геркона основана на магнитном притяжении между язычками при помещении их в магнитное поле. В большинстве конструкций геркона триггер (обычно магнит) не всегда находится в том же корпусе, что и переключатель, поскольку переключение зависит от его близости к магниту.
Хорошим применением геркона является датчик приближения, где переключатель отделен от магнита (триггера). Всякий раз, когда геркон находится в поле магнита, геркон замыкается, и состояние переключателя становится ВЫСОКИМ.
Как работают герконовые реле?
Чтобы понять, как работает герконовое реле, важно понять его базовый состав. Герконовое реле состоит из ферромагнитного язычка, электромагнитной катушки и специального корпуса для поддержки его коммутационной операции. Ферромагнитный язычок заключен в стеклянную трубку, заполненную сухими инертными газами, что предотвращает окисление контактов переключателя.
Когда напряжение подается на катушку реле, оно заставляет ток течь через катушку, в результате чего генерируется достаточный магнитный переключатель, который заставляет геркон замыкать контакт и замыкать электрическую цепь. Когда ток в источнике напряжения катушки отключается, ток прекращает течь в катушке, и созданное магнитное поле разрушается, вызывая размыкание цепи геркона.
Переключение происходит гораздо быстрее по сравнению с другими известными механическими реле. Хотя оно не переключается так быстро, как твердотельное устройство, оно достаточно быстро, чтобы генерировать сигнал ШИМ (широтно-импульсная модуляция) в сотни герц. Хотя герконовое реле может генерировать низкочастотные сигналы ШИМ, оно лучше всего подходит для приложений, где требуются более низкие скорости переключения и где другие качества герконового реле, такие как изоляция, долговечность и надежность в маломощных цепях, являются приоритетными.
Каковы преимущества герконовых реле?
Электромеханические реле гораздо более распространены на рынке и в схемах, чем герконовые реле. Тем не менее, герконовое реле имеет уникальные особенности, которые делают его предпочтительным вариантом в некоторых случаях использования. Некоторые из преимуществ герконового реле по сравнению с механическим реле включают:
· Герконовые реле просты в использовании, дешевы и экономичны для массового производства.
· Они обычно занимают меньше места на печатной плате и легче по сравнению с механическими реле.
· Герконовые реле надежны для быстропереключающихся приложений; их среднее время отклика обычно составляет от 0.2 и 2 миллисекунды.
· Потребляемая мощность типичной катушки герконового реле низкая и может использоваться в большинстве маломощных или энергочувствительных приложений.
· Большинство герконовых реле имеют минимальное количество подвижных частей и низкий износ контактов. Это означает, что длительный срок службы переключения гарантирован.
· Сопротивление герконового реле в открытом состоянии относительно низкое, а сопротивление в закрытом состоянии значительно выше по сравнению со многими известными транзисторами, что делает их идеальной заменой в некоторых приложениях.
· Во многих медицинских приборах, где тишина является приоритетом, герконовые реле идеально подходят для коммутации. Они работают бесшумно, устраняя щелкающий звук, обычно связанный с обычными реле стабилизатора напряжения.
· Электромагнитные помехи (ЭМП) в герконовых реле минимальны, что может стать серьезной проблемой в чувствительных электронных цепях.
· Он поставляется в упаковке, которая защищает его от воздействия загрязняющих веществ окружающей среды, таких как влага и пыль, которые могут сократить срок его службы и эффективность.
Распространенные применения герконовых реле
Из различных преимуществ герконовых реле, упомянутых выше, мы теперь имеем хорошее представление о том, когда следует рассматривать его для использования. Некоторые из соображений, которые могут сделать использование герконового реле возможным вариантом, включают быстрое переключение, низкое энергопотребление, точное время отклика, компактность и многое другое. Вот общие примеры различных применений герконовых реле.
· Встроенные системы
Ø Схемы управления на основе микроконтроллера для активации реле, управления переключателями или управления устройствами.
Ø Маршрутизация сигналов
· Силовая электроника
Ø Схема защиты от перегрузки по току: герконовые реле работают быстрее по сравнению с некоторыми другими реле, что делает их пригодными для изоляции всей цепи или ее части при обнаружении опасного тока.
Ø DC-DC-преобразователи для отключения цепей в состояниях пониженного энергопотребления
· Конструкция датчика
Ø Датчики приближения
Ø Детектор уровня жидкости
Ø Датчик угловой скорости
· Автомобильное применение
Ø Противоугонные системы:
Ø Датчик уровня топлива
· Индустриальная автоматизация
Ø Датчики конвейерной ленты
Ø Система управления машиной
Ø Роботизированное оружие
Заключение
Хотя большинство механических реле могут выдерживать коммутацию высокого тока, они не подходят для некоторых чрезвычайно быстрых операций коммутации, таких как переключение между несколькими датчиками в системе сбора данных. В этом сценарии герконовое реле является идеальным выбором, особенно когда необходимо избегать включенного состояния, которое возникает при использовании транзистора.
Правильное понимание этой статьи даст вам необходимые знания, которые помогут вам решить, какой тип реле подойдет для вашего следующего электронного проекта, а также расширит ваши возможности при выборе идеального переключателя для вашей схемы.
