Как запитать низковольтное реле постоянного тока (на 12, 24 В) от переменного напряжения 220 В, схема

схема питания низковольтного реле 12, 24 В от переменного напряжения 220 вольт

В данной статье предлагаю вам простую схему, с помощью которой можно подключить обычное низковольтное реле к сети 220 вольт. То есть, бывают случаи, когда вам для своего устройства или какой либо схемы нужно использовать промежуточное реле, что питается от сетевого переменного напряжения 220 В. Под рукой такого реле нет. Хотя есть реле, рассчитанные на более низкое напряжение и постоянные ток. Либо же есть ненужное устройство, с которого такое низковольтное реле можно снять. И с помощью предлагаемой простой схемы бестрансформаторного блока питания можно из низковольтного реле сделать реле на 220 вольт.

Перед тем, как собирать эту простую схему сначала нужно измерить постоянный ток, который потребляет катушка вашего низковольтного реле.

Как измерить силу тока, потребляемого катушкой реле на 12 вольт

Для этого просто нужно взять свой мультиметр, перевести его в режим измерения постоянного тока на пределе до 200 мА. Как правило, в среднем, маломощные низковольтные реле потребляют ток около 50 мА. Точность величины потребляемого тока катушкой реле позволит подобрать емкость конденсатора, что обеспечить наиболее благополучный режим работы реле. То есть, если емкость гасящего конденсатора C1 будет больше, чем нужно, то на катушке вашего реле будет оседать большее напряжение, и через нее будет протекать больший ток. Такой режим работы будет нагревать реле, что не совсем хорошо.

Итак, вы измерили ток, который потребляет ваше низковольтное реле и он допустим равен 70 мА. Далее внизу рисунка схемы имеются две формулы для расчета емкости гасящего конденсатора C1. Первая формула является упрощенным вариантом, которой можно пользоваться в случае, когда постоянное напряжение на выходе бестрансформаторного блока питания не будет больше 20 вольт. То есть, если вы используете реле, катушка которого рассчитана на напряжение 12 вольт, то можно использовать первую, упрощенную формулу. Если катушка вашего реле рассчитана на напряжение 24 или даже 36 вольт, то желательно уже пользоваться формулой №2.

формула для расчета гасящего конденсатора на схему блока питанияПоскольку 12 вольтовые реле встречаются чаще, то я буду использовать упрощенную формулу №1. Итак, я уже знаю, что катушка моего реле потребляет 70 мА. В первую формулу я ток подставляю не в миллиамперах, а в амперах (основных единицах измерения по системе СИ). То есть мой ток равен 0,07 ампер. В формуле используется напряжение сети, то есть 220 вольт. И после простого вычисления я получаю, что емкость моего гасящего конденсатора должна быть 1 мкф (микрофарад). Конечно, если по формуле получилось допустим 1,13 мкф, то вполне допустимо округление и в место такой нестандартной емкости можно просто поставить 1 мкф. На схему такое небольшое округление никак не повлияет.

пленочный неполярный гасящий конденсатор для схемы питания реле от 220 вольт Причем стоит обязательно учесть, что гасящий конденсатор должен быть пленочный, то есть не электролит (который имеющий полярность). Дело все в том, что поскольку через гасящий конденсатор протекает переменный ток и электролитический конденсатор просто у вас выйдет из строя (обратная полярность его начнет сильно разогревать изнутри, что приведет к последующему вздутию и разрыву верхней его части). Рабочее напряжение у конденсатора должно быть не менее 400 вольт. В крайнем случае можно поставить на 250 вольт, но все же лучше на 400 В.

Итак, мы рассчитали и уже знаем емкость гасящего конденсатора. Теперь об остальных компонентах схемы. Параллельно гасящему конденсатору C1 стоит постоянный резистор. Он нужен для того, чтобы разряжать конденсатор после того, как реле будет отключено от сетевого напряжения. Это нужно, чтобы исключить возможность случайного удара током человека от заряженного конденсатора (хоть величина заряда и не опасна для здоровья человека, но будет весьма неприятно). В схеме резистор R1 стоит на 1 мОм. Хотя его можно ставить в пределах где-то от 100к и до 2 мОм.

диодный мост для схемы бестрансформаторного блока питанияДалее в схеме мы видим обычный диодный выпрямительный мост. Поскольку рабочий ток схемы весьма мал (до 100 мА), то диоды подойдут практически любые (выпрямительные), которые способны выдерживать прямой ток до 100 миллиампер и обратное напряжение более 350 вольт. А поскольку современные диоды при своих малых размерах имеют достаточно хорошие характеристики, то можно использовать практически любые из них. К примеру наиболее распространенные типа 1n4007 (выдерживают прямой ток до 1 ампера и обратное напряжение до 1000 вольт).

На схеме после диодного моста пунктиром обозначен еще один конденсатора, который ставить не обязательно. Поскольку на выходе диодного моста мы имеем скачкообразное напряжение с частотой 100 герц, то с таким видом тока катушка реле вполне нормально справляется и работает вполне нормально (без дребезгов, с четким и уверенным срабатыванием). Но, чтобы было совсем правильно, то конденсатора C2 можно и поставить, чтобы уменьшить выходные пульсации на выходе диодного моста. Но слишком большая емкость этого конденсатора также будет вредна (появится небольшая задержка и инерционность срабатывания и отпускания реле).

конденсатор 1 мкф для схемы питания реле 220 ВДанный сглаживающий конденсатора должен иметь емкость где-то от 1 до 3 микрофарад. Напряжение этого электролитического конденсатора должно быть процентов на 25 больше, чем используемое выходное напряжение. То есть, если я планирую использовать реле с напряжением 12 вольт, то выходной конденсатор у меня должен быть рассчитан на напряжение не менее 16 вольт. В идеальном случае его напряжение должно быть не менее 400 вольт, поскольку в случае случайного отсоединения катушки реле от самой схемы произойдет увеличение выходного напряжения до 310 вольт (хотя и с ограниченным выходным током). И это увеличенное напряжение легко может вывести выходной конденсатор из строя (если он был рассчитан на более низкое напряжение).

В подобные схемы иногда еще на выход диодного моста ставят обычный стабилитрон, рассчитанный на напряжение, которое имеет сама катушка реле. Поставить его конечно можно, но это не принципиально важно. Дело в том, что катушка имеет свое определенное активное сопротивление. Когда мы ограничиваем силу тока гасящим конденсатором, то величина этого активного сопротивления делает естественное падение напряжения на катушке. И в итоге величина напряжение на выходе бестрансформаторного блока питания будет равна рабочему напряжению используемого реле. Ведь не просто так мы делали расчет емкости гасящего конденсатора!

Ну и не забываем о электрической безопасности. Чтобы обезопасить схему от случайного КЗ (короткого замыкания) желательно в нее добавить обычный плавкий предохранитель с током около 0,5 ампер. В этом случае даже при случайном возникновении КЗ ничего страшного не произойдет.

Видео по этой теме:

P.S. Данная схема проверена и полностью работоспособна. Если сравнивать этот вариант реле, сделанный из низковольтного реле с обычный, катушка которого изначально рассчитана на 220 вольт, то особой разницы как бы и нет. Хотя бытует мнение, что реле с низковольтным реле будет по быстродействию чуть хуже обычного реле на 220 вольт. Но для использования такой схемы для простых схем, не требующие большого быстродействия вполне подойдет.

 



Рекомендуемый материал по схожей тематике