Porady
Miniaturowe przekaźniki do płytek obwodu drukowanego o maks. prądzie przełączania 0,05 - 50 A pozwalają na zbudowanie wytrzymałych układów elektronicznych o zwiększonej wytrzymałości na temperaturę. Przekaźniki do PCB i do podstawek Weidmüller, Panasonic, Finder dla branży motoryzacyjnej oraz telekomunikacyjnej.
Przekaźniki elektromagnetyczne należą do klasyki w technice obwodowej. Bez nich rozwój sieci telefonicznych czy komputerów prawdopodobnie nie byłby możliwy. Chociaż funkcje klasycznych "przetworników" z ich mechanicznymi stykami są obecnie zastępowane głównie przez elementy półprzewodnikowe, to przekaźniki PCB i do podstawek nadal mają rację bytu. Dowiedz się, jak działają te elementy przełączające, jakie są dostępne typy i wzory oraz na co zwrócić uwagę przy ich zakupie.
Przekaźnik jest elektrycznym przełącznikiem sterowanym napięciem stałym (DC) lub zmiennym (AC). W tradycyjnej formie elektromagnes zamyka lub otwiera styk do jednego lub więcej obwodów roboczych. Jest on uruchamiany przez obwód przełączający, który jest galwanicznie oddzielony od obwodu roboczego - tzn. nie ma połączenia elektrycznego między nimi. Dzięki tej bezpiecznej separacji możliwe jest dostarczenie znacznie większej, a więc potencjalnie zagrażającej życiu mocy elektrycznej nawet przy niskich prądach i napięciach.
Przekaźniki zostały po raz pierwszy zastosowane w telegraficznych obwodach zdalnych jako wzmacniacze sygnału: odświeżały one sygnał przychodzący z jednego obwodu, przekazując go do drugiego. Na dużą skalę stosowano je również we wczesnych komputerach, takich jak Z3 Konrad Zuse. Tutaj 600 konwerterów kalkulatora wykonywało operacje logiczne oparte na dodawaniu dwóch liczb naturalnych.
Przekaźniki mają zasadniczo trzy możliwości przełączania: otwieranie, zamykanie i przełączanie. W przypadku zestyku NC obwód roboczy jest zamykany przez sprężynę stykową aż do momentu, gdy elektromagnes zostanie aktywowany przez obwód przełączający i rozsunie styk. Po wyłączeniu prądu sterującego sprężyna stykowa wraca do pierwotnej - zamkniętej - pozycji.
Styk normalnie otwarty działa dokładnie odwrotnie: obwód roboczy jest domyślnie otwarty i zostaje zamknięty przez prąd przełączający. Z kolei styki przełączne zamykają obwód roboczy A i utrzymują obwód roboczy B w stanie otwartym, gdy np. prąd przełączający nie jest aktywny.
Wspomniany opis funkcjonalny dotyczy jednak tylko tzw. przekaźników monostabilnych, czyli takich, które po wyłączeniu prądu przełączającego natychmiast zmieniają przyjęte przez siebie położenie. Jeśli pozycja ma być utrzymywana nawet po wyłączeniu prądu przełączającego, należy zastosować tzw. przekaźniki bistabilne.
Montaż współczesnych przekaźników odbywa się głównie przez lutowanie bezpośrednio na płytce drukowanej lub płytce breadboard jak w przypadku przekaźnika PCB, albo przez styki wtykowe. Poniżej przedstawiamy kilka szczegółów dotyczących najważniejszych opcji połączeń:
Przekaźnik PCB
Die Durchsteck-Lötstifte des Printrelais entsprechen dem standardisierten Lochrasterabstand von 2,54 Millimeter. Printrelais lassen sich somit schnell und einfach sowohl im Prototypenbau mit „Breadboards“ als auch bei gedruckten Platinen verwenden.
Przekaźnik wtykowy
Ich trzpienie przyłączeniowe są płaskie, kątowe lub okrągłe i umożliwiają szybką, a głównie beznarzędziową wymianę za pomocą specjalnych elementów wtykowych. Mogą być również montowane bezpośrednio na płytce drukowanej.
Przekaźnik SMD
SMD to skrót od "Surface Mounted Device". Te zmodyfikowane przekaźniki PCB nie mają przelotowych styków, lecz kątowe powierzchnie przyłączeniowe. Oznacza to, że mogą być montowane bezpośrednio na powierzchni płytki drukowanej - stosowane są przede wszystkim w sektorze przemysłowym
Przekaźnik bezpieczeństwa
Żywotność współczesnych przekaźników jest dość długa i zależy przede wszystkim od częstotliwości wykonywania czynności przełączeniowych. Ze względu na to, że słabymi punktami każdego przełącznika elektrycznego są powierzchnie styków, przekaźniki bezpieczeństwa mają je szczególnie odporne. Często stosowanym materiałem stykowym jest stop srebra i niklu, określany skrótem AgNi.
Bramki typu AND
Ich działanie przypomina komputery Zuse z początku lat 40. Za pomocą tych przekaźników można realizować obwody logiczne, a mianowicie za pośrednictwem funkcji Boolean AND: operacja przełączania jest wyzwalana w obwodzie roboczym tylko wtedy, gdy na pewną liczbę wejść zostanie jednocześnie przyłożone napięcie.
Wybór odpowiedniego przekaźnika do danej aplikacji wymaga oceny wielu różnych czynników. Oto najważniejsze z nich:
WCo należy rozumieć przez przekaźnik sprzęgający?
Przekaźniki sprzęgające łączą w jednej obudowie kilka połączonych ze sobą przekaźników. Umożliwiają one między innymi "bezpieczne odłączenie" zgodnie z VDE 0160/EN 50178..
Dlaczego przekaźniki prądu stałego nie mogą być zasilane prądem zmiennym?
Sinusoidalnie zmienne napięcie o wartości np. 12 V powoduje zmianę polaryzacji 50 razy na sekundę. W procesie tym +12 V staje się napięciem szczytowym -12 V. Przekaźnik odbierałby również przy -12 V, ale przy prądzie zmiennym nieuchronnie występuje przejście przez zero dokładnie w środku sinusoidy. W efekcie przekaźnik okresowo zamykałby i otwierałby obwód roboczy. Środkiem zaradczym jest prostowanie prądu przemiennego przez mostek prostowniczy z jak najmniejszym pulsowaniem napięcia stałego. Z reguły jednak doposażenie przekaźnika DC jest droższe niż zakup przekaźnika AC.
Dlaczego wiele przekaźników ma przezroczystą obudowę?
Przezroczysta obudowa umożliwia podgląd styków przełączających. W ten sposób za pomocą czysto wizualnej kontroli można ustalić, dlaczego np. styk przełączający przestał działać. Najczęstszymi źródłami błędów, które są wyraźnie widoczne przez obudowę, to spalone lub zaplamione powierzchnie kontaktowe.