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24시간 내내 전원이 공급되는 400mW 코일을 갖춘 12V 단안정 계전기는 하나의 접점을 닫은 상태에서 하루에 약 9.6Wh를 소모합니다. 조명 패널의 40개 채널 또는 수년 동안 닫혀 있어야 하는 스마트 미터 내부의 고정 접점은 이를 보드의 가장 큰 연속 부하 중 하나로 바꿉니다. 저전력 래칭 릴레이는 이를 제거합니다. 짧은 펄스로 상태가 변경되고 영구 자석이 유지 전류 없이 상태를 유지합니다.
결론은 미리. 접점이 몇 시간, 며칠 또는 몇 년 동안 한 위치에 있어야 하는 경우 쌍안정 계전기는 그에 수반되는 정상 상태 코일 전력, 코일 열 및 공급 헤드룸을 제거합니다. 제거되지 않는 것은 엔지니어링 노력입니다. 왜냐하면 펄스 드라이버, 문서화된 상태 규칙 및 안전 장치 결정을 위해 일정한 코일 전류를 교환하기 때문입니다.
래칭 릴레이에서 저전력이 실제로 의미하는 것
두 계전기 제품군 모두 코일의 자기장을 사용하여 접점을 이동합니다. 차이점은 이후에 일어나는 일입니다. 단안정 계전기는 스프링에 의해 해제 위치에 유지되므로 접점이 닫힌 상태를 유지해야 하는 한 코일에 전원이 공급된 상태를 유지해야 합니다. 쌍안정 래칭 릴레이는 영구 자석을 사용하여 전기자를 마지막으로 구동된 안정적인 위치에 유지하므로 코일은 일반적으로 정격 코일 전압에서 5~20ms의 펄스로 이동하기만 하면 됩니다.
구동 방법은 코일 구성에 따라 다릅니다. 단일 코일 래칭 계전기는 하프 브리지 또는 H 브리지, 절대 겹쳐서는 안 되는 두 개의 출력, 접지 위에 떠 있는 코일이 필요한 극성 반전을 통해 설정 및 재설정됩니다. 이중 코일 버전은 하나의 권선을 설정 전용으로, 다른 권선은 재설정 전용으로 사용하므로 더 큰 코일 창과 약간 더 많은 단가를 희생하더라도 2개의 로우 측 스위치로 충분합니다.
산술은 사건이 명확해지는 곳이다. 400mW 코일은 하루에 약 34.5kJ(9.6Wh)를 지속적으로 소비합니다. 래칭 형태의 동일한 릴레이는 펄스당 8mJ로 하루에 100번 전환되며 약 0.8J를 소비합니다. 해당 비교에 대한 회로 수준 보기에 대한 설명은 다음과 같습니다. 래칭 릴레이 회로가 기존 릴레이에 비해 대기 전력을 줄이는 방법 펄스 타이밍과 드라이버 단계를 다룹니다.
| 매개변수 | 래칭 릴레이(쌍안정) | 비래칭 릴레이(단안정) |
|---|---|---|
| 정상 상태의 코일 전류 | 약 0mA | 전원이 공급되는 동안 지속 |
| 유지력 예시 | 0W | 약 0.4W |
| 일일 에너지(100회 작동 또는 유지) | 약 0.8J | 약 34.5kJ(9.6Wh) |
| 코일 자체 가열 | 맥박 동안에만 | 지속, 내부 온도 상승 |
| 공급 손실 후 상태 | 마지막 설정 또는 재설정 위치 유지 | 해제된 위치로 돌아갑니다. |
| 드라이버 스테이지 | H 브리지 또는 2개의 코일 드라이버와 펄스 타이밍 | 트랜지스터 또는 드라이버 채널 1개 |
| 일반적인 단가 | 약간 높음 | 낮은 |
경험 법칙: 코일에 한 번에 몇 초 이상 전원이 공급되면 코일이 계전기의 주요 손실이 되며 쌍안정 버전은 비용을 지불할 가치가 있습니다.
실제 디자인에서 나타나는 이점
데이터시트에는 동일한 몇 가지 장점이 나열되어 있습니다. 실제로 각 솔루션은 특정 문제를 해결하며 어떤 문제에 대한 솔루션을 구매하는지 파악하는 데 도움이 됩니다.
대기 전력 및 배터리 수명
래칭 코일의 정상 상태 소모는 본질적으로 드라이버 스테이지의 누출이며, 종종 마이크로암페어 범위에 있으므로 소비가 연속에서 작업당으로 이동합니다. 하루에 몇 번씩 밸브를 전환하는 배터리 구동 장치에서 코인 셀이 몇 주 동안 지속되는지 몇 년 동안 지속되는지의 차이가 있습니다. 주전원 장비의 경우 대기 수치와 그 뒤의 규정 준수 서류에도 동일한 교대가 나타납니다.
코일 발열 감소, 열 헤드룸 증가
활성화된 코일은 열을 보낼 곳이 없는 작은 저항기입니다. 밀봉된 계전기 내부의 0.4W 코일은 내부 온도를 주변 온도보다 몇 도 높이며, 그 열은 접점 스프링, 플라스틱 본체 및 주변 구성 요소에 도달합니다. 이를 제거하면 경감 마진이 넓어지고 절연체 노화가 느려지며 뜨거운 인클로저에서 표준 부품과 105°C 버전 사이의 차이가 될 수 있습니다.
코일을 따르지 않는 접촉력
코일 플럭스가 아닌 자석이 전기자를 유지하기 때문에 공급 레일이 무엇을 하든 접촉 압력이 일정하게 유지됩니다. 짧은 전압 저하로 인해 접점이 떨릴 수 없으며 계전기는 코일 전류로만 유지되는 단안정 유형보다 진동에 덜 민감합니다. 계량 및 산업 제어에서는 설명할 수 없는 중단이 줄어듭니다.
더 적은 공급량, 더 간단한 크기 조정
0.4W의 40개 코일은 다른 것을 계산하기 전에 DC 레일에 16W를 추가합니다. 부하를 없애면 트랜스포머, 대용량 커패시턴스, 방열판이 모두 줄어들거나 동일한 공급 장치로 더 많은 채널에 전력을 공급할 수 있습니다. 절감 효과는 두 계전기 유형 간의 가격 차이보다 더 큰 경우가 많습니다.
드라이버 스테이지가 이미 존재하고 우선 순위가 접점 정격과 인증인 경우 UL 및 CQC 승인을 받은 16A 또는 20A 래칭 릴레이는 추가 코일 하드웨어 없이 기기 및 조명 부하를 포괄합니다.
FH42L 16A/20A 래칭 계전기(UL 및 CQC 포함) UL/CQC 승인, 단일 또는 이중 코일 옵션, 가전제품, 조명 및 계측기 설계를 위한 낮은 250mW 코일 전력을 갖춘 정격 16A/20A의 소형 래칭 계전기입니다. 제품보기 → 저전력 래칭 계전기가 그 자리를 차지하는 곳
쌍안정 릴레이는 범용 업그레이드가 아닙니다. 접점이 오랜 시간 동안 상태를 유지하는 경우, 인클로저가 밀봉되거나 뜨거워지는 경우 또는 모든 밀리와트의 대기 시간을 정당화해야 하는 경우에 효과가 있습니다.
스마트 계량 및 부하 제어
계량기 내부의 집 전체 연결 해제 접점은 수년 동안 닫힌 상태로 유지될 수 있으며 해당 기간이 끝날 때 첫 번째 명령에서 여전히 열릴 것으로 예상됩니다. 코일 열은 낭비되는 에너지일 뿐만 아니라 전류 경로를 따뜻하게 하고 측정 체인의 열 기준선을 이동시키는 동시에 점점 더 빠듯해지는 대기 예산을 소모합니다. 80A ~ 125A 정격의 쌍안정 계전기는 일반적으로 측정 측의 션트 또는 변류기와 함께 해당 임무에 일반적입니다. 애플리케이션 노트 스마트 전기 계량 그 부분들이 어떻게 서로 맞는지 보여주세요.
스마트 계량기와 조명 제어 임무 모두에 지정된 래칭 릴레이를 사용하면 하나의 부품 번호가 계량기의 내부 로드 스위치와 제어하는 외부 조명 회로를 제공할 수 있습니다.
스마트 조명 및 미터용 W30L 40A/50A 래칭 계전기 조명 및 스마트 미터 부하 스위칭을 위한 수동 스위치, 1A/1B/1C 접점 및 12KV 서지 정격을 갖춘 UL, TUV 및 CQC 규격 40A/50A 래칭 계전기입니다. 제품보기 → 조명 및 건물 제어
40개의 단안정 채널이 있는 패널은 누군가 조명을 켜든 켜지 않든 매일 에너지를 소비합니다. 래칭 채널은 코일 전류가 없는 마지막 장면 상태를 유지하며 컨트롤러 재설정 또는 펌웨어 업데이트를 통해 해당 상태를 유지합니다.
충전, 태양광 및 저장 장비
충전 지점 및 인버터에서 래칭 릴레이는 장기간 연결을 유지해야 하고 그리드 딥으로 인해 발생할 수 있는 드롭아웃 및 다시 닫힘을 방지해야 하는 AC 경로에 적합합니다. 해당 제품군의 접점 정격은 대략 25A에서 최대 270A까지이며 대부분의 단상 및 소형 3상 경로를 포괄합니다.
배터리 구동 및 원격 장치
원격 차단, 래칭 밸브 및 원격 측정 제어 차단 기능은 작동 간 평균 전류 예산에 아무것도 추가하지 않으므로 설계자가 의도한 대로 절전 전류를 유지합니다.
단일 코일 및 이중 코일 버전은 이점이 아닌 회로를 변경합니다.
두 구성 모두 유지력이 전혀 없습니다. 운전자가 해야 할 일이 다릅니다. 단일 코일의 경우 설정 및 재설정은 반대 극성이므로 드라이버에는 하프 브리지 또는 H 브리지가 필요하며 두 출력이 함께 활성화되어서는 안 됩니다. 2개의 코일을 사용하면 각 권선에 고유한 로우 측 스위치가 있으며, 배선이 더 간단하고 코일 창이 더 커지더라도 극성을 바꿀 수 없습니다.
두 가지 세부 사항이 사람들을 사로잡습니다. 전류를 누출하는 오프 드라이버 채널은 코일에 부분적으로 전원을 공급할 수 있으므로 릴레이의 작동 금지 임계값에 대해 누출을 확인해야 합니다. 그리고 펄스 폭은 정격 코일 전압에서 지정되므로 부하 시 처지는 레일이나 커패시터에서 코일을 구동하는 설계는 예상보다 적은 에너지를 전달할 수 있습니다. 특히 코일 저항이 가장 낮은 저온에서는 더욱 그렇습니다.
드라이버 단순성보다 보드 공간이 더 중요한 경우 단일 코일 및 이중 코일 버전으로 제공되는 래칭 계전기는 드라이버가 배열을 결정하는 동안 단일 설치 공간과 단일 인증 노력을 유지합니다.
FH31L 80A 스마트 계량용 래칭 계전기 IEC62052-31 단일 또는 이중 코일 옵션과 미터 중심 설치 공간을 갖춘 UC2 규격 80A 래칭 계전기로, 상태 유지가 유용한 스마트 미터 전환에 적합합니다. 제품보기 → 장단점 및 선택 체크리스트
주요 절충점은 전기적이라기보다는 동작적입니다. 즉, 래칭 릴레이가 기억합니다. 이는 계량 및 조명의 이점이며 제어 전원이 사라질 때 전원이 꺼지는 회로의 위험입니다. 안전 기능이 릴레이 드롭아웃에 따라 달라지는 경우 해당 경로에 단안정 장치를 유지하거나 컨트롤러가 다시 시작한 후 실제 위치를 읽을 수 있도록 보조 접점을 추가하십시오.
설계 검토에는 세 가지 제한 사항이 더 포함됩니다. 전류는 펄스 동안에만 흐르기 때문에 코일은 상태 표시기 역할을 할 수 없습니다. 코일로부터 접촉 용접을 추론할 수 없습니다. 그리고 코일은 단기 정격이므로 하드웨어와 펌웨어는 컨트롤러가 시퀀스 중간에 정지하더라도 펄스가 종료되도록 보장해야 합니다.
후보 부품을 비교할 때 설계가 현장에서 살아남는지 여부를 결정하는 매개변수는 다음과 같습니다.
- 램프 및 용량성 부하가 몇 밀리초 동안 정격 전류의 몇 배를 소비하므로 정상 전류가 아닌 실제 돌입에 대한 접점 정격입니다.
- 25°C뿐만 아니라 가장 차갑고 가장 뜨거운 지정된 주변 환경에서 코일 전압을 작동하고 해제해야 합니다.
- 펄스 폭, 작동 사이의 최소 간격 및 허용된 듀티 사이클.
- 코일 구성과 이를 공급하는 드라이버 스테이지의 누설 전류.
- AgSnO2 및 이중 접촉 브리지는 단일 미세 접촉보다 돌입을 더 잘 견디기 때문에 접촉 재료 및 구조입니다.
- 목표 시장을 위한 인증 및 온도 변형: UL TUV CQC RoHS 규제
자주 묻는 질문
Q1: 래칭 릴레이는 실제로 얼마나 많은 전력을 절약합니까?
400mW 코일을 하루 종일 유지하는 유사한 단안정 계전기에 비해 절약량은 하루 약 9.6Wh 또는 각 계전기에 대해 연간 약 3.5kWh입니다. 래칭 릴레이의 자체 소비량은 작동당 몇 밀리줄에 드라이버 누출까지 떨어지므로 이점은 교체하는 코일의 전체 유지 전력에 가깝습니다.
Q2: 래칭 릴레이는 전원 공급이 중단될 때 위치를 유지합니까?
예. 영구 자석은 전기자를 마지막 설정 또는 재설정 위치에 유지하므로 접점 상태는 정전 및 컨트롤러 재시작 시에도 유지됩니다. 이것이 바로 계량기의 부하 스위치에 필요한 것이며 안전 장치가 있어야 하는 회로에서 계획해야 하는 것입니다.
Q3: 마이크로컨트롤러 핀이 래칭 릴레이를 직접 구동할 수 있나요?
거의 결코. GPIO는 몇 밀리암페어를 공급하고 레벨을 유지하는 반면, 래칭 코일은 정격 코일 전압에서 수십 밀리암페어의 정의된 펄스가 필요합니다. MOSFET 하프 브리지 또는 전용 드라이버를 사용하고, 펌웨어에서 펄스를 생성하고, 소프트웨어 중단으로 인해 코일에 전원이 공급되지 않도록 RC 네트워크와 같은 하드웨어 제한을 추가합니다.
Q4: 오랜 유휴 기간 후에 래칭 릴레이가 때때로 전환되지 않는 이유는 무엇입니까?
일반적인 원인은 에너지 부족 펄스, 몇 달 동안 움직이지 않은 접점의 산화 또는 저온에서 필수 작동 전압 미만으로 구동되는 코일입니다. 최악의 레일과 주변 환경에서 펄스 에너지를 확인하고 부하에 맞는 접점 재료를 선택하면 이러한 경우가 대부분 제거됩니다.
저전력 래칭 계전기의 이점은 설계의 한 가지 변경으로 귀결됩니다. 즉, 코일이 연속 부하가 되는 것을 멈추고 간단한 이벤트가 됩니다. 대기 전력 소비 감소, 인클로저 내부 열 감소, 공급 감소, 정전 및 정전 시에도 위치를 유지하는 접점 등 모든 것이 이에 따라 이루어집니다. 가격은 펄스 드라이버, 문서화된 상태 규칙 및 제어 전원이 사라질 때 릴레이가 수행해야 하는 작업에 대한 명확한 대답입니다. 이 세 가지 사항을 먼저 해결하면 부품 비교가 주로 접점 정격, 코일 구성 및 인증에 대한 문제가 됩니다.
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