本設計方案展示如何在繼電器線圈驅動電路中使用63¢(Q = 1)微處理器復位電壓檢測器IC,以大大降低線圈的保持電流。
要求估算小型歐姆龍G5V-2 DPDT繼電器的線圈電流,大多數猜測大約為25mA。它實際上測得100mA。然而,一旦激活,大多數繼電器需要的保持電流僅為吸合電流的5%。即使是以下示例中所示的微小歐姆龍G5V-1 SPDT繼電器,在5V時線圈電流為30mA。
已有大量電路設計用于降低保持電流。一些數字基于分立部件,定時由高值電解電容器控制。令人驚訝的是,此處介紹的方法尚未在別處描述。
使用兩個I/O端口線
圖1一種簡單的方法:使用第二個I/O端口線來切換較低的驅動電流。
如果有的話,使用兩個輸出來控制一個繼電器可能是最明智的方法:使用一個I/O拉入繼電器而另一個用于保持繼電器。最初,將兩者設置為高電平,但大約20ms后,返回PULL-IN信號為低電平,同時保持高電平的HOLD信號 - 直到釋放繼電器為止。
HOLD晶體管的集電極和繼電器線圈之間是一個限流/降壓設備,如電阻,齊納二極管或二極管串。這些器件的耗散功率非常小(介于10mW和25mW之間)。
使用復位電壓檢測器
通常,只有一條控制線可用。在這里,需要一個引入脈沖(單穩態)解決方案。
圖2使用高電平有效復位芯片產生吸合電流脈沖。 MCP101和ZVN3306F適用于各種繼電器;類似的部件應該可以正常工作(例如,MAX810)。
小型SOT-23μP復位控制器是理想的選擇。如果開漏并且能夠吸收足夠的電流并承受繼電器電壓,則可以直接使用低電平有效輸出部件。否則,使用高電平有效輸出芯片來驅動晶體管。
一些注意事項
所有驅動MOSFET和BJT的電流來自控制線。因此,要保持NPN基極電流足夠低,以防止高電平電壓驟降。如果控制電壓不能達到電壓檢測器的閾值電平,則不會發生復位脈沖。復位IC可以通過高于其閾值電平的電壓供電,這將簡化設計要求。
大多數繼電器數據表顯示的引入時間不超過10ms。許多μP復位芯片產生100ms或更長的脈沖,除非需要絕對最小功耗,否則這不是問題。
狀態LED
在工作臺概念開發原型設計中,在特定節點上包含LED以使軟件開發人員能夠立即感知代碼正在激活電路是有益的。這減少了用示波器探測這些點的需要。
圖3如果包括狀態LED,請將它們放在限流/降壓設備的任一側。
LED制造商通常不指定其LED是否能在1mA或更低電流下工作 - 但數量LED將會。較小(0402尺寸)的LED往往是所考慮的。以下LED已被提議為1mA類型 - 但尚未得到確認。
表1低電流LED
Brand | Part family | 包裝 |
Rohm | SML-A1 | 0603 |
Vishay | TLMA3100 | PLCC2 |
Osram | Chipled LT QH9G | 0402 |
這應該是可購買的部分嗎?
圖4這種設計的商用IC實現可能在市場上非常受歡迎。
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