전기 래칭 릴레이 작동 방식: 펄스 제어, 코일 유형 및 애플리케이션

주전원 중단 후 스위칭 상태를 기억해야 하는 가로등 컨트롤러나 정전 중에 부하 차단기 상태를 그대로 유지해야 하는 스마트 미터를 생각해 보십시오. 기존 계전기는 코일 전압이 사라지는 순간 전기자를 떨어뜨리고 접촉 상태를 잃고 시스템이 재시작 시 위치를 다시 학습하도록 강제합니다. 전기 래칭 릴레이는 그렇지 않습니다. 자기 회로가 의도적으로 두 개의 안정적인 위치로 구축되었기 때문에 코일 전류가 0인 상태로 원래 위치에 정확히 유지됩니다. 이러한 단일 동작 차이로 인해 래칭 릴레이가 스마트 계량기, 조명 제어, 충전 인프라 및 기타 여러 전원 전환 설계에서 기본 선택이 되는 것입니다.

이 기사에서는 전기 래칭 계전기의 작동 방식, 단일 코일과 이중 코일 버전을 구분하는 요소, 실제로 중요한 사양, 엔지니어가 이를 제품으로 설계할 때 일반적으로 놓치는 사항에 대해 설명합니다.

전기 래칭 릴레이란 무엇입니까?

쌍안정 또는 임펄스 릴레이라고도 하는 전기 래칭 릴레이는 코일의 전원이 차단된 후에도 접점 위치를 유지하는 전기 기계식 스위칭 장치입니다. 표준 단안정 계전기는 코일 전류가 중지되면 기본 접점 위치로 돌아갑니다. 래칭 릴레이는 영구 자석 또는 특수 모양의 자기 회로를 사용하여 마지막 명령 상태에서 전기자를 잠급니다. 일반적으로 수십 밀리초 동안 코일을 통과하는 짧은 전류 펄스만으로도 상태를 변경할 수 있습니다.

데이터시트는 두 가지 중요한 용어를 사용합니다. 세트 그리고 재설정 . Set은 접점을 작동 위치로 이동합니다. 재설정하면 해제 위치로 돌아갑니다. 펄스가 끝나면 릴레이는 다음 펄스가 도착할 때까지 해당 위치를 무기한 유지합니다.

단일 코일 래칭 릴레이

하나의 코일이 설정과 재설정을 모두 수행합니다. 차이점은 적용된 펄스의 극성입니다. 양의 펄스는 접점을 설정하고 음의 펄스는 접점을 재설정합니다. 이는 릴레이 구성을 단순화하고 코일 단자 수를 줄이지만 구동 회로는 코일 전체의 전압을 반전시킬 수 있어야 합니다.

이중 코일 래칭 릴레이

이중 코일 설계는 동일한 자기 회로에 두 개의 별도 코일을 제공합니다. 하나의 코일에 전원을 공급하면 릴레이가 설정됩니다. 다른 하나에 전원을 공급하면 재설정됩니다. 극성 반전이 필요하지 않으므로 제어 회로가 더 단순해지고 포지티브 펄스만 구동하는 마이크로컨트롤러 출력에 적합합니다.

일부 제품군은 하나의 설치 공간에서 두 가지 옵션을 모두 포함합니다. 는 FH31L 예를 들어 시리즈는 단일 코일 또는 이중 코일로 제공되므로 동일한 PCB 레이아웃이 다양한 제어 전략을 제공할 수 있습니다.

단일 또는 이중 코일 옵션이 있는 FH31L 80A 래칭 계전기 이 80A 래칭 계전기는 동일한 설치 공간에서 단일 및 이중 코일 구성을 모두 지원하므로 UC2 준수 및 낮은 대기 전력이 필요한 스마트 미터에 대한 유연한 선택이 됩니다. 제품보기 →

연락처 배열 및 선택 논리에 대해 더 폭넓게 복습해야 하는 경우 다음 가이드를 참조하세요. 릴레이 작동 방식, 접점 유형 및 선택 기준 기본을 다룹니다.

자기 래칭 메커니즘의 작동 방식

키는 전기자 또는 코어 회로에 배치된 영구 자석입니다. 안정된 위치에서 자석의 자속은 전기자를 코어에 고정하고 접점을 닫힌 상태로 유지합니다. 전류 펄스가 코일을 통해 올바른 방향으로 흐르면 영구 자석 자속과 반대되는 자속이 생성됩니다. 반대 자속이 충분히 강해지면 전기자는 해제되어 다른 위치로 회전하며, 이번에는 접점이 열린 상태에서 자석이 이를 다시 유지합니다. 그런 다음 코일 전류를 제거할 수 있습니다.

이것이 코일이 전환 중에 에너지만 필요로 하는 이유입니다. 유지력은 연속 전류가 아닌 자석에서 발생합니다. 표준 단안정 계전기에서는 코일 전류에 따라 유지력이 사라집니다. 래칭 릴레이에서는 설계상 영구적입니다.

실제 스위칭 시퀀스는 짧고 결정적입니다.

1. 컨트롤러는 진폭과 폭이 충분한 세트 펄스를 적용합니다.
2. 뼈대가 움직이고 접점의 상태가 변경됩니다.
3. 코일이 풀리고 영구 자석이 새로운 위치를 유지합니다.
4. 다음 사이클에서는 재설정 펄스(단일 코일 릴레이의 경우 역 극성 또는 이중 코일 릴레이의 두 번째 코일)가 접점을 복원합니다.

단일 코일과 이중 코일: 어느 것을 선택해야 합니까?

릴레이 자체에 대한 선택은 거의 없습니다. 이는 드라이브 회로, 제어 마진 및 PCB 공간에 관한 것입니다.

공간이 제한된 계측 보드의 경우 단일 코일 릴레이는 코일 측 라우팅을 두 개의 트레이스로 줄입니다. 다중 채널 산업용 패널의 경우 이중 코일 릴레이를 사용하면 PLC가 극성 반전에 대한 걱정 없이 각 코일을 직접 구동할 수 있습니다.

구매 전 평가해야 할 주요 사양

래칭 릴레이 데이터시트는 표준 릴레이 데이터시트와 유사해 보이지만 코일 저항, 최소 설정/리셋 펄스 폭, 접점 재료 등 세 가지 매개변수에 특별한 주의를 기울여야 합니다.

접점 재질은 가장 간과되는 사양 중 하나입니다. 은 주석 산화물(AgSnO2)은 커패시터, LED 드라이버 및 모터와 같이 돌입량이 많은 부하에 대해 순은보다 용접 및 아크 침식에 훨씬 더 잘 저항합니다. 스위치를 켤 때 부하가 정상 상태 전류의 몇 배를 소비하는 경우 AgSnO2 접점이 있는 계전기를 선택하십시오.

UL TUV CQC RoHS REACH

전기 래칭 릴레이가 사용되는 곳

래칭 릴레이의 쌍안정 동작은 실제 요구 사항에 직접적으로 매핑됩니다.

스마트 미터 및 스마트 그리드 장비

스마트 미터는 그리드가 다운되더라도 연결 상태를 기억해야 하며, 매우 낮은 대기 전력으로 작동해야 합니다. 는 W30L 설치 중 수동 오버라이드를 위한 수동 제어 옵션이 있는 스마트 미터 및 조명 제어 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 래칭 릴레이의 한 예입니다.

수동 오버라이드 기능이 있는 W30L 40A/50A 래칭 릴레이 스마트 계량기 및 조명 제어용으로 설계된 이 래칭 계전기는 낮은 대기 전력, 설치용 수동 제어 스위치, UL/TUV/CQC 인증을 제공하여 에너지 절약형 응용 분야에 적합합니다. 제품보기 →

계량기는 스위칭 작업당 몇 밀리초 동안만 코일 전력을 끌어오므로 전체 계량 회로가 엄격한 에너지 예산 내에서 유지됩니다.

조명 제어 및 스마트 홈

조명 회로는 종종 두 개 이상의 위치에서 전환됩니다. 중앙 제어반의 래칭 릴레이는 푸시버튼이나 홈 컨트롤러로부터 짧은 펄스를 수신하고 지속적인 코일 소모 없이 조명 상태를 유지합니다. 2접점 버전은 활선과 중성선을 모두 전환할 수 있어 가정 설치 시 안전성이 향상됩니다.

새로운 에너지 및 충전 인프라

인버터, 태양광 시스템 및 AC 충전 파일은 부하 연결 및 연결 해제를 위해 래칭 릴레이를 사용합니다. 고전류 모델은 100A, 120A 또는 125A 접점 스위칭을 처리하며 이는 배전 및 에너지 저장 시스템에 유용합니다.

더 높은 전류 스위칭의 경우 FH21L 90A 스위칭 기능을 제공하며 신에너지 설비의 부하 관리를 위한 대표적인 선택입니다.

FH21L 90A 부하 관리용 래칭 계전기 90A 스위칭 기능과 단일 또는 이중 코일 버전을 갖춘 이 TUV 호환 계전기는 신에너지 부하 관리에 적합하며 계측 설정을 위해 션트 또는 변압기와 통합할 수 있습니다. 제품보기 →

산업 제어 및 데이터 전력

산업용 패널은 기계가 프로세스 중단 후 상태를 기억해야 할 때 래칭 릴레이를 사용합니다. 또한 데이터 전원 공급 장치는 이를 사용하여 절전 후 알려진 구성으로 전력 분배를 유지합니다. 이러한 업종 전반에 걸쳐 동일한 저전력 및 상태 유지 이점이 적용됩니다. 측정이 다음 프로젝트의 일부인 경우 다음을 검토할 수도 있습니다. 스마트 전기 계량기 애플리케이션 개요 계전기, 변류기, 션트 요구 사항을 종합적으로 살펴보세요.

드라이브 회로 설계: 흔히 저지르는 네 가지 실수

릴레이는 디자인의 절반에 불과합니다. 구동 회로는 래칭 릴레이가 실제로 래치되는지 여부를 결정합니다.

1. 단일 코일 계전기에 단순 플라이백 다이오드 사용

코일 전체의 플라이백 다이오드는 드라이버를 보호하지만 단일 코일 래칭 릴레이에서는 다이오드가 반대 방향으로 전도하고 네거티브 펄스를 효과적으로 단락시키기 때문에 리셋 펄스도 차단합니다. H 브리지를 사용하고 억제 구성요소를 배치하여 역극성 펄스를 고정하지 않도록 하십시오.

2. 최소 펄스 폭 및 전류 무시

펄스가 너무 짧거나 코일 전압이 떨어지면 전기자가 안정된 자기 위치에 도달하지 못할 수 있습니다. 전원 공급 장치가 아닌 코일 단자의 전압을 측정하고 데이터시트의 최소 펄스 폭을 20~30%의 여유를 두고 사용하십시오.

3. 유입되는 연락을 잊어버림

용량성 또는 모터 부하는 몇 밀리초 동안 정상 상태 전류의 몇 배를 끌어올 수 있습니다. 이러한 돌입은 접점이 닫힐 때 정확하게 발생하며 가벼운 접점을 용접할 수 있습니다. 정상 상태 부하가 아닌 최악의 경우 돌입 전류 정격보다 높은 접점 전류 정격을 갖는 계전기를 선택하십시오.

4. 코일에 전원을 공급한 상태로 두기

래칭 릴레이에는 연속 코일 전류가 필요하지 않습니다. 펌웨어 버그로 인해 설정된 트랜지스터가 계속 켜진 상태로 유지되면 코일이 과열될 수 있으며 한 방향의 지속적인 자속이 제품 수명 전체 동안 영구 자석에 반대될 수 있습니다. 필요한 펄스 폭 이후에는 항상 구동 단계를 끄십시오.

자주 묻는 질문

Q1: 전기 래칭 릴레이는 지속적으로 전력을 소비합니까?

아니요. 코일은 일반적으로 수십 밀리초 동안 설정 또는 재설정 펄스 동안에만 전류를 소비합니다. 펄스 후에 영구 자석이 전기자를 제 위치에 고정하므로 정상 상태 전력 소비는 0입니다.

Q2: 설정된 펄스가 너무 짧으면 어떻게 됩니까?

뼈대는 움직이기 시작하지만 반대쪽의 안정된 위치에 도달하지 못할 수 있습니다. 펄스가 끝나면 영구 자석이 전기자를 원래 상태로 되돌리거나 접점이 위치 간에 바운스됩니다. 최소 펄스 폭에 대해서는 데이터시트를 확인하고 마진을 추가하십시오.

Q3: 기존 PCB의 표준 릴레이를 래칭 릴레이로 교체할 수 있습니까?

구동 회로를 변경하지 않고는 아닙니다. DC를 한 방향으로 전환하는 표준 릴레이 드라이버는 단일 코일 래칭 릴레이를 재설정할 수 없습니다. H-브리지나 별도의 리셋 코일이 필요합니다. 접점 정격과 코일 전압도 부하 및 전원 공급 장치와 일치해야 합니다.

Q4: 단일 코일 또는 이중 코일 계전기 중 어느 것이 설계하기 더 쉽습니까?

대부분의 엔지니어에게는 각 코일이 단순한 유니폴라 트랜지스터로 구동되고 극성 반전이 필요하지 않기 때문에 듀얼 코일이 더 쉽습니다. 단일 코일은 PCB 공간과 비용을 절약하지만 H 브리지 또는 차지 펌프 드라이버가 필요합니다.

Q5: 래칭 릴레이는 전원 없이 얼마나 오랫동안 상태를 유지할 수 있습니까?

실제적으로 기계 부품과 영구 자석이 그 특성을 유지하는 한 무기한으로 유지됩니다. 데이터시트에는 일반적으로 100,000~1,000,000회 작동의 기계적 수명이 명시되어 있으며, 고정 위치는 일정 기간이 아닌 제품 수명 동안 유지됩니다.

전기 래칭 계전기는 지속적인 코일 전력을 지불하지 않고 스위칭 상태를 유지하는 방법이라는 근본적인 문제를 해결합니다. 작동 원리는 간단합니다. 영구 자석과 짧은 펄스가 두 개의 안정적인 위치를 관리하지만 코일 유형, 펄스 폭, 접점 재료 및 드라이브 토폴로지의 세부 사항에 따라 제품이 수년 동안 신뢰할 수 있는지 또는 첫 달에 실패할지 여부가 결정됩니다. 부하에서 시작한 다음 코일 드라이버로 역방향으로 작업하고 작동 온도에서 데이터시트의 모든 매개변수를 확인합니다.

Fanhar는 단일 코일 및 이중 코일 옵션, UL/TUV/CQC 인증 및 RoHS 준수 재료를 사용하여 8A ~ 125A의 광범위한 전기 래칭 계전기를 제조합니다. 특정 계량, 조명 또는 신에너지 설계를 평가하는 경우 이 사이트의 제품 페이지에 로드 프로필과 직접 비교할 수 있는 자세한 사양이 포함되어 있습니다.