Impulsion de relais

Types d'impulsions de relais

Une impulsion de relais est un dispositif qui peut contrôler une charge de haute puissance par le biais d'un signal de faible puissance. Les types d'impulsions de relais sont les suivants :

• Relais à mercure :

  Le relais à mercure utilise du mercure comme matériau de contact. Les gouttes de mercure se forment et rompent le contact, ce qui est adapté pour commuter des charges inductives. Les relais à mercure ont une longue durée de vie et sont résistants à l'usure.

• Relais électromagnétique :

  Le relais électromagnétique a une bobine enroulée autour d'un noyau en fer doux. Lorsque le courant passe dans la bobine, il crée un champ magnétique qui déplace l'armature. Ce mouvement fait fermer ou ouvrir le contact. Les relais électromagnétiques peuvent contrôler de forts courants et tensions et ont des vitesses de commutation rapides.

• Relais électrostatique :

  Le relais électrostatique utilise des forces électrostatiques entre des plaques chargées. Ces forces déplacent le fluide diélectrique ou la mousse, ce qui provoque la fermeture ou l'ouverture du contact. Les relais électrostatiques ont une faible consommation d'énergie et une grande sensibilité.

• Relais à gaz :

  Le relais à gaz utilise un gaz à basse pression comme fluide de travail. Le gaz se dilate ou se contracte lorsqu'il est chauffé ou refroidi, entraînant le mouvement d'un piston ou d'un soufflet. Ce mouvement ouvre ou ferme le contact électrique. Les relais à gaz peuvent fonctionner sous des variations extrêmes de température et sont à l'épreuve des explosions.

• Relais photoélectrique :

  Le relais photoélectrique utilise la lumière plutôt que l'électricité pour fonctionner. Il a un dispositif sensible à la lumière, tel qu'un phototransistor ou une photodiode. Lorsque la lumière tombe sur ce dispositif, il produit un signal électrique qui déclenche le relais. Les relais photoélectriques n'ont pas de contact entre les circuits d'entrée et de sortie et sont utilisés là où une isolation électrique est nécessaire.

• Relais thermique :

  Le relais thermique utilise une bande bimétallique qui se plie avec le changement de température. Cette flexion est due à des taux d'expansion différents des métaux. La bande bimétallique déplace un levier pour établir ou rompre le contact. Les relais thermiques sont simples et fiables pour la protection contre les surintensités basées sur la génération de chaleur.

• Relais à retard temporel :

  Le relais à retard temporel a un mécanisme électromécanique et un condensateur ou un ressort. Il retarde le fonctionnement du relais pendant un certain temps lorsque le signal d'entrée change. Le retard temporel peut être ajusté en modifiant la capacité ou la tension du ressort. Ces relais sont utilisés dans des applications où une commutation différée est requise, comme le démarrage et l'arrêt des moteurs.

• Relais de surtension :

  Le relais de surtension utilise des tubes remplis de gaz ou des varistances en oxyde métallique (MOV) comme dispositifs de protection. Ces composants peuvent conduire le courant lorsque la tension dépasse une valeur prédéfinie, déclenchant ainsi le relais. Les relais de surtension protègent contre les surtensions causées par des coups de foudre ou des transitoires de commutation.

Conception des impulsions de relais

Les systèmes de relais comportent principalement deux parties : les relais et les circuits de contrôle. Les relais sont des dispositifs électromécaniques qui contrôlent les circuits, tandis que les circuits de contrôle sont responsables du fonctionnement des relais.

• Conception du relais :

  Le relais est un interrupteur qui utilise l'induction électromagnétique pour ouvrir ou fermer des contacts. La conception du relais comprend plusieurs composants :

  La bobine génère un champ magnétique lorsque le courant passe à travers elle. L'intensité du champ magnétique est proportionnelle à la quantité de courant qui circule dans la bobine. Ce champ magnétique déplace l'armature. L'armature est un levier en métal soutenu par un ressort. Le mouvement de l'armature active ou désactive les contacts. La conception du relais spécifie le nombre et la configuration des contacts. Il existe diverses configurations de contact, y compris simple pôle simple actionnement (SPST), simple pôle double actionnement (SPDT), double pôle double actionnement (DPDT), etc. Le boîtier du relais protège les composants internes des dommages et des facteurs environnementaux externes. Il aide également à contenir le champ magnétique, améliorant ainsi l'efficacité. Les conceptions des relais spécifient les matériaux utilisés, les dimensions et d'autres caractéristiques physiques pour garantir un bon fonctionnement et une fiabilité. Les matériaux doivent pouvoir résister aux températures et aux pressions de l'environnement de fonctionnement. Les conceptions des relais incluent des dispositions pour la maintenance et le dépannage, telles que des points de test, des indicateurs et des composants accessibles.

• Conception du circuit de contrôle :

  Un circuit de contrôle de relais utilise un relais pour contrôler une charge. Le relais est activé par un petit signal de contrôle. Ce signal de contrôle peut provenir d'un interrupteur, d'un capteur ou d'un autre circuit. Les conceptions de circuit de contrôle des relais spécifient le type de relais à utiliser en fonction des exigences de l'application. Les critères de sélection incluent la tension nominale du relais, la capacité de courant, le temps de réponse, la taille et l'environnement. Les conceptions de circuits de contrôle incluent des composants de protection comme des diodes de récupération à la suite du relais pour protéger contre les pics de tension dus à la commutation de charges inductives, des fusibles et des disjoncteurs.

Scénarios d'impulsions de relais

• Industrie automobile : Dans les applications automobiles, les impulsions de relais sont utilisées dans les unités de contrôle électroniques (ECU), les systèmes de freinage antiblocage (ABS) et les systèmes de sécurité gonflables pour le contrôle précis de moteurs, de vannes et de dispositifs de sécurité.
• Automatisation industrielle : Les impulsions de relais sont largement utilisées dans les contrôleurs logiques programmables (PLC), les capteurs et les actionneurs pour le contrôle des machines, l'automatisation des processus et la robotique dans les usines et les sites de production.
• Télécommunications : Le secteur des télécommunications utilise des impulsions de relais dans les équipements de commutation, les processeurs de signal et les systèmes de transmission pour assurer des communications fiables de données, de voix et de vidéo.
• Électronique grand public : Des appareils domestiques comme les machines à laver, les réfrigérateurs et les micro-ondes utilisent des impulsions de relais pour le contrôle des moteurs, la régulation de la température et le séquençage des opérations.
• Équipements médicaux : Les dispositifs médicaux tels que les machines de diagnostic, les pompes à perfusion et les appareils respiratoires s'appuient sur des impulsions de relais pour un traitement de signal précis et un contrôle, assurant la sécurité des patients et un traitement efficace.
• Aérospatiale et défense : Dans l'avionique, les systèmes de navigation et les équipements de défense, les impulsions de relais sont critiques pour un fonctionnement fiable et des performances dans des environnements exigeants.
• Gestion de l'énergie : Les impulsions de relais sont utilisées dans les systèmes d'alimentation sans interruption (ASI), les systèmes de gestion de batteries et les convertisseurs de puissance pour un contrôle et une gestion efficaces de l'énergie.
• Énergie renouvelable : Les onduleurs solaires, les contrôleurs d'éoliennes et les systèmes de stockage d'énergie utilisent des impulsions de relais pour la conversion et la gestion de l'énergie dans les systèmes d'énergie renouvelable.
• Automatisation des bâtiments : Le secteur commercial utilise des impulsions de relais dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC), les commandes d'éclairage et les systèmes de sécurité pour une gestion efficace des bâtiments.
• Transport : Les systèmes ferroviaires, le contrôle du trafic et les systèmes automobiles utilisent des impulsions de relais pour le contrôle et le signalement, assurant un transport sûr et efficace.

Comment choisir une impulsion de relais

Choisir le bon relais pour l'application prévue est crucial pour garantir un bon fonctionnement, une fiabilité et une longévité du relais. Voici quelques facteurs importants à prendre en compte lors de la sélection d'un relais :

• Caractéristiques de la charge :

  Déterminez les caractéristiques de la charge de l'application, y compris le type de charge (résistive, inductive, capacitive), les tensions et les courants nominales. Ces informations aideront à sélectionner un relais avec les spécifications de contact appropriées et des capacités de gestion de charge.

• Tension du circuit de contrôle :

  Identifiez la tension du circuit de contrôle de l'application. Il est essentiel de choisir un relais dont la bobine fonctionne au même niveau de tension que le circuit de contrôle. Cela garantira une activation et une désactivation appropriées du relais.

• Vitesse de commutation :

  Déterminez la vitesse de commutation requise pour l'application. Si une commutation rapide est cruciale, envisagez des relais à état solide ou des relais électromécaniques à haute vitesse qui peuvent commuter les contacts rapidement.

• Conditions environnementales :

  Considérez les conditions environnementales où le relais sera utilisé. Des facteurs tels que la plage de température, les niveaux d'humidité, l'exposition à la poussière ou à l'humidité, et la présence de substances corrosives doivent être pris en compte. Sélectionnez des relais conçus pour résister à des environnements difficiles ou possédant des caractéristiques de protection appropriées telles que des classifications de boîtier (par exemple, classes IP) ou des conceptions de relais scellées.

• Taille et montage :

  Considérez l'espace disponible pour installer le relais et le type de montage préféré. Les relais existent en différentes tailles et facteurs de forme, y compris enfichables, montés sur prises, montés sur PCB et montés sur châssis. Assurez-vous que le relais sélectionné peut être facilement installé dans le système sans contraintes de taille.

Q&A

Q1 : Quels sont les avantages d'utiliser des impulsions de relais dans un circuit ?

A1 : Les impulsions de relais offrent un contrôle précis, une isolation électrique et la capacité de commuter des charges de haute puissance avec des signaux de contrôle de faible puissance.

Q2 : Quelle est la différence entre un relais et un transistor en termes de vitesse de commutation ?

A2 : Les transistors commutent plus rapidement que les relais, ce qui les rend adaptés aux applications à grande vitesse.

Q3 : Les impulsions de relais peuvent-elles être utilisées dans des systèmes d'énergie renouvelable ?

A3 : Oui, les relais sont utilisés dans des systèmes d'énergie renouvelable pour le suivi du point de puissance maximal, la protection et le contrôle.

Q4 : Comment les relais à maintient économisent-ils de l'énergie ?

A4 : Les relais à maintien conservent leur position sans alimentation continue, réduisant ainsi la consommation d'énergie en mode veille.

Q5 : Quels sont les défis de l'utilisation de relais mécaniques dans l'électronique moderne ?

A5 : Les relais mécaniques sont lents, s'usent avec des commutations fréquentes et ont une empreinte plus grande par rapport aux alternatives à état solide.