Простая схема порогового устройства для электромагнитного реле, чтобы сделать для него малую разницу

в напряжениях включения и выключения

- Для тех, кто не совсем понял, из названия темы, про что идет речь, то пожалуй стоит пояснить. Дело в том, что обычное электромагнитное реле имеет разные величины напряжений, при котором оно включается и выключается. Допустим реле, рассчитанное на напряжение 12 вольт может уже срабатывать при напряжении 5,5 вольт. При этом сила прижима контактов реле будет минимальной, и скорость срабатывания также снизится. Подав на реле сразу 12 вольт, оно будет включаться и работать в своем нормальном режиме. Если же напряжение на катушке реле постепенно будет уменьшаться, то данное реле выключится при более низком напряжении (может и при 2,5 вольт), относительно своего напряжения включения. Для тех схем с реле, где напряжение, подаваемое на катушку реле, может изменяться плавно и относительно медленно, то подобное срабатывание и выключения при разных величинах напряжения может внести в данную схему определенные ошибки ее работы.

В этой статье предлагаю схему порогового устройства, которое позволит вашему реле включаться только при номинальной величине подаваемого напряжения, и выключать его, как только это напряжение снизиться всего лишь на 0,2 вольта. Схема представлена на картинке ниже.

Данная схема при работе с электромагнитным реле, рассчитанным на напряжение 12 вольт, будет его включать при напряжении более 11,6 вольта, а выключать при напряжении ниже 11,4 вольта. То есть, разница между напряжением включения и выключения реле будет всего 0,2 вольта.

Давайте рассмотрим работу данной схемы порогового устройства. На её входе стоит делитель напряжения (параметрический стабилизатор на стабилитроне), состоящий из стабилитрона VD1 и резистора R1. Стабилитрон рассчитан на напряжение стабилизации 11 вольт. Если мы будем на входе схемы постепенно увеличивать напряжение от 0 вольт, то до 11 вольт все это напряжение будет оседать только на стабилитроне. Как только напряжение станет выше 11 вольт, то все лишнее напряжение, уже начнет оседать на резисторе R1. Допустим при входном напряжении ровно 12 вольт 11 вольт у нас будет на стабилитроне VD1, а 1 вольт будет у нас на резисторе R1.

Параллельно резистору R1, через токоограничивающий резистор R2, подключен база-эмиттерный переход биполярного транзистора VT1. Как известно, чтобы биполярный транзистор открылся нужно наличие напряжения между его базой и эмиттером величиной не менее 0,6 вольт. При меньшем напряжении данный компонент закрыт. Вот и получается, транзистор откроется и включит электромагнитное реле только при входном напряжении не менее 11,6 вольт. Резистор R2 нужен для ограничения силы тока, протекающего через базу транзистора. В противном случае, без этого резистора при напряжениях более 12 вольт транзистор может сильно нагреваться, и даже выйти из строя.

Между коллектором транзистора VT1 и одним из питающих проводов (минусовой потенциал) включена катушка реле. Транзисторы обладают усилительными свойствами. Коэффициент усиления транзистора КТ814 около 40. Рабочий ток обычных маломощных электромагнитных реле равен где-то 60 миллиампер. Зная коэффициент усиления транзистора мы можем вычислить, что минимальный базовый ток VT1 должен быть не менее 1,5 миллиампер (60 мА разделил на 40). Вот и получается, что как только напряжение на база-эмиттерном переходе достигнет 0,6 вольт и базовый ток будет больше 1,5 мА, то уже приоткрывшегося транзистора и его коллекторного тока в 60 мА хватит для включения реле.

Но, как только напряжение на входе схемы станет меньше 11,4 вольта, при этом напряжение на база-эмиттерном переходе также станет меньше 0,6 вольт, то в этом случае транзистор закроется, а реле выключится.

В приведенной схеме в роли нагрузки я нарисовал обычную лампу накаливания, которая включена последовательно с нормально разомкнутыми контактами реле. Реле сработает, лампа включится. В место лампы можно использовать любую другую электрическую нагрузку.

Если вам нужно сделать подобное пороговое устройство для реле с другим напряжением питания своей катушки, то в схеме нужно заменить стабилитрон. Его напряжение должно быть на 1 вольт меньше рабочего напряжения катушки используемого реле. При рабочем напряжении более 24 вольт стоит увеличить и величину сопротивления R1 и R2. R1 уже будет 3 кОм, а R2 будет 300 Ом.

Максимальный коллекторный ток данного транзистора (КТ814) равен 1,5 ампер. Думаю, что такого тока вполне хватит для большинства используемых реле. Параллельно катушки реле стоит диод типа 1n4007. Он защищает схему от всплесков высокого напряжения, возникающих из-за ЭДС самоиндукции катушки реле. На его место можно поставить практически любой выпрямительный диод.

И последнее, что стоит сказать, это про полярность схемы. Если вы захотите, чтобы плюс и минус на схеме были поменяны местами, то в этом случае вам нужно будет использовать транзистор противоположной проводимости типа n-p-n. Для этого подойдет транзистор КТ815. При этом еще нужно будет изменить полярность подключения диода и стабилитрона на противоположную.