Jste zde

RELÉ? … RELÉ!

Vladimir Sulc, 2. Únor 2004 - 0:00

Že klasickému relé stále ještě není odzvoněno dokazuje jejich neustálý vývoj. Článek představuje

stručný úvod do vlastností relé, jejich dělení a způsobů použití.

Rozdělení relé dle mechanické konstrukce:

  • Relé pro plošné spoje – je určeno pro montáž přímo na plošný spoj. Tato skupina dnes obsahuje >90% všech prodávaných relé.
  • Zásuvná relé – se zapojují do pevné zásuvky, objímky nebo svorkovnice.
  • Relé upevňovaná mechanickou konstrukcí – se upevňují krytem nahoru nebo dolů pomocí šroubu.

Rozdělení relé dle vinutí:

  • Nepolarizovaná, polarizovaná, bistabilní – Většina relé se vyrábí v  nepolarizovaném provedení. U těchto relé nezáleží na polaritě napětí připojeného k cívce. Naopak u relé, označovaných jako polarizovaná na polaritě proudu tekoucího cívkou záleží. Vzhledem k neustále se zvyšujícímu trendu snižování spotřeby všech elektrických/elektronických zařízení se stále častěji začínají prosazovat relé bistabilní . K sepnutí kontaktu u bistabilních relé dochází přivedením pouhého impulsu a následný stav je díky využití permanentních magnetů zachován i po odpojení napájení. Bistabilní relé se vyrábějí v jednocívkovém nebo dvoucívkovém provedení. Bistabilní relé s jednou cívkou mění svůj stav podle polarity impulsu, relé se dvěma cívkami se ovládají pomocí impulsů stejné polarity na dvou různých vstupech.
  • Vysokofrekvenční relé – Rozvoj radiových komunikací si vynutil i vývoj speciálních relé, kde je hlavní důraz kladen na homogenitu VF vedení a impedanční přizpůsobení. V posledních letech se začaly běžně používat vysokofrekvenční signály v pásmech VHF a UHF. VF relé se používají především pro spínání signálu. Zařízení, která tyto signály zpracovávají, jsou vybavena vysokofrekvenčními relé s významně vylepšenými vysokofrekvenčními charakteristikami tak, aby docházelo k minimálním přenosovým ztrátám.
  • Polovodičové relé (Solid-State Relay, SSR) - je realizováno bezkontaktně, bez pohyblivých částí, a nejedná se tedy o klasické mechanické relé. SSR má sadu výstupních a vstupních svorek, izolovaných navzájem optoelektronickým přenosovým členem. Po přiložení vstupního signálu ke vstupnímu vývodu se výstupní obvod sepne a proud může téci do zátěže.

Mezi důležité parametry pro výběr vhodného relé patří:

  • uspořádání kontaktů (spínací, přepínací, rozpínací, U-můstek)
  • počet kontaktů různého uspořádání
  • charakter proudu kontakty: stejnosměrný nebo střídavý
  • charakter zátěže: odporová, indukční nebo kapacitní zátěž
  • hodnota zátěže: velký proud (výkonová, automobilová), malý proud (signálová a VF)
  • četnost spínání relé
  • požadavky na životnost
  • napájení cívky: stejnosměrné nebo střídavé
  • napětí cívky a její odpor (spotřeba)
  • spínací a rozpínací napětí
  • reakční doby (sepnutí, rozepnutí)

Zátěž kontaktu

Jevy na kontaktu relé se velmi liší v závislosti na velikosti a charakteru zátěže, na proudu, na materiálu a velikosti kontaktu, na rychlosti sepnutí a na odskoku kontaktu při spínání.

U ss zátěže bývá povolená hodnota proudu pro sepnutí kontaktu menší než u st zátěže . Střídavý proud se periodicky snižuje na nulu, ale stejnosměrný proud nikoli, takže u stejnosměrného proudu se oblouk zapálený při vypnutí kontaktu jen stěží dá uhasit, na rozdíl od střídavého proudu. Doba trvání obloukového výboje je u ss obvodu delší než u st obvodu. Nezapomeňte na rozdíl mezi maximální spínací zátěží v katalogu pro st a ss zátěže.

Hodnoty náběhového a vypínacího proudu v obvodu odporového charakteru jsou rovny hodnotám v ustáleném stavu. Odporová zátěž se používá jako standardní při testování životnosti a spolehlivosti. Životnost kontaktů uvedená v katalogu je založena na odporové zátěži. Z praktického hlediska neexistuje zátěž složená pouze z odporu, i když některé tepelné spotřebiče se tomu blíží.

Velká zpětná elektromotorická síla v indukčních zátěžích . Elektromagnetická relé, solenoidy a motory jsou indukční zátěží. Při vypnutí vytvářejí velkou zpětnou elektromotorickou sílu mezi rozepnutými kontakty (přepěťové špičky), což způsobuje obloukový výboj.

Vzhledem k tomu, že účiníky spínaných přístrojů mají široké rozmezí, jsou v katalogu uvedeny životnosti kontaktů pro jednotlivé jejich hodnoty. Je třeba vzít v úvahu, že životnost se snižuje, jestliže se snižuje účiník. Podle okolností bude možná nutné použít zhášecí zařízení.

Ve střídavých obvodech s takovou zátěží, jako je elektromotor, solenoid nebo transformátor, se v okamžiku energizace vytváří 5 až 15násobně vyšší náběhový proud, než je v ustáleném stavu, takže kontakt zvoleného relé by měl mít dostatečně velkou rezervu povoleného proudového zatížení.

Velký náběhový proud při kapacitní zátěži . V obvodech s kondenzátorem je náběhový proud 20 až 40krát vyšší než v ustáleném stavu a způsobuje spékání kontaktů. Pozor je třeba dávat zejména v případě dlouhých přenosových vedení nebo kabelů. Podle okolností by měla být použita přepěťová ochrana.

Velký náběhový proud v obvodu se žárovkou. l zde je hodnota náběhového proudu 10 až 15krát vyšší než v ustáleném stavu a může způsobit spečení kontaktů. Proto je třeba pečlivě zvolit vhodné relé.

Vysokofrekvenční zátěž vyžadující speciální parametry. V současné době se používají relé ke spínání VF signálů v rozsahu 30 až 1000 MHz. Tato relé musí mít vysokou hodnotu izolace, malý činitel PSV (poměr stojatých vln) a malý útlum. Tedy hodnoty, které nejsou u ss zátěží a nízkofrekvenčních st zátěží vůbec definovány. Zde se používají speciální relé typu UM1, UR1 či FTR-B3.

Jednotlivé druhy zátěží a velikostí náběhového proudu

Druh zátěže
Hodnota náběhového proudu
Žárovka 10-15krát vyšší než ustálený proud
Rtuťová výbojka asi 5krát vyšší než ustálený proud
Zářivka 5-15krát vyšší než ustálený proud
Elektromotor 5-15krát vyšší než ustálený proud
Solenoid 10-20krát vyšší než ustálený proud
Stykač 3-10křát vyšší než ustálený proud
Kondenzátor 20-40krát vyšší než ustálený proud
Tranformátor 5-15krát vyšší než ustálený proud

Relé řady JS, JV a FTR-K1

Výrobní řady JS, JV a FTR-K1 paří mezi vysoce spolehlivá výkonová relé určené pro řízení středních výkonů a montáž do plošných spojů lišící se rozměry a spínaným proudem. Vyrábějí se v omyvatelném provedení s vysokou citlivostí a izolací v malém pouzdře.

Základní vlastnosti uvedených řad

 
řada JV
řada JS
řada FTR-K1
šířka (mm)
10.0
10.0
12.7
délka (mm)
17.5
29.0
29.0
výška (mm)
12.5
12.5
15.7
hmotnost (g)
4.7g
8.0g
12.0g
uspořádání kontaktů
1 spínač
 1 spínač nebo přepínač 
 1 spínač nebo přepínač 
počáteční přechodový odpor
max. 70mW
max. 30mW
max. 100mW
zatížitelnost kontaktů
5A@250Vst
30V=
8A@250Vst
24V=
16A@250Vst
30V=
maximální spínaný výkon st/= (VA/W) 
 1250VA/150W 
2000VA/192W
4000VA/480W
maximální proud tekoucí kontaktem
(spínací(rozběhový) nebo trvalý)
5A
10A
16A
maximální spínané napětí
250Vst
150V=
400Vst
150V=
400Vst
300V=
minimální spínaná zátěž
100mA
5V=
10-100mA /
5V=
10mA /
5V=
životnost mechanická
1.106 cyklů
1.107 cyklů
2.107 cyklů
napětí cívky
3-24V=
5-60V=
5-48V=
jmenovitý příkon cívky
0.2-0.3W
0.22-0.29W
0.4W
katalogový list



Patice relé řady JV



Patice relé řady JS-K



Patice relé řady JS-MK



Patice relé řady FTR-K1a



Patice relé řady FTR-K1c

Více se o metodice používání relé či o konkrétních typech firmy Fujitsu-Takamisawa dozvíte u dodavatele, firmy Microrisc nebo z katalogových listů .

Oldřich Mrázek
mrazek@ HW.cz

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: