Quelqu'un a posé une question question sur un circuit mystère il y a quelque temps, qui a conduit à une manière sacrément intelligente de relais à verrouillage à simple bobine avec une ligne d'E / S.

la résistance de 100Ω est la bobine de relais. Notez que vous devrez dimensionner le condensateur (220 uF dans l'image) pour piloter correctement votre bobine de relais, et vous devez tester le circuit avec un relais assez usé, au cas où le courant de bobine requis augmenterait avec le vieillissement du relais.

L'image est un lien vers une simulation du circuit.

FWIW, je pense que vos contraintes de conception telles que vous l'avez souligné dans la question sont un peu ridicules. Vous avez à peu près exclu toutes les façons de piloter des relais.

1. Une gamme de ponts en H : trop cher et pas assez de place la carte pbc.

   Vous ne pouvez pas vous permettre 4 BJT bon marché? Comment pouvez-vous vous permettre les relais? Vous savez que vous n'avez pas besoin d'acheter des circuits intégrés pré-construits pour cela, n'est-ce pas?
   Puisque vous n'avez vraiment pas besoin de beaucoup de gain de courant, vous pouvez toujours construire votre propre pont en H en utilisant deux transistors NPN et deux PNP transistors. Il semble que vous ne regardiez les CI que pour une raison quelconque.

   De plus, il semble que vous n'avez vraiment pas fait beaucoup de shopping dans ce domaine. Vous pouvez acheter des circuits intégrés à pont en H intégré de faible puissance à des prix ridiculement bas. Par exemple, le LV8548MC-AH est un circuit intégré de pilote h-brige double pour 1,41 $ chacun en quantités simples . Le MPC17C724 est similaire et coûte 1,15 $ en quantités uniques (bien qu’un ensemble un peu moins facile à assembler).
   Chacun de ces appareils peut piloter deux relais.

   Si vous êtes vraiment, VRAIMENT contraint par le prix, il existe des alternatives encore moins chères en Chine, mais dans ce cas, pourquoi utilisez-vous des relais de verrouillage coûteux?

2. La méthode illustrée dans l'image ci-dessous ( de Maxim) pour chaque relais piloté par deux interrupteurs côté bas: La tension de la bobine de relais est proche de Vcc (3V) qui génère de faibles valeurs de R et une consommation de courant totale supérieure à ce que le PS peut fournir.

   Cela semble être une manière vraiment idiote de piloter les relais. La seule raison que je vois pour faire cela est si vous devez utiliser un démultiplexeur pour piloter les relais et que vous ne pouvez donc définir qu'une seule ligne IO à la fois.

3. Condensateur de charge et de décharge par condensateur : cette méthode nécessite de gros condensateurs qui sont physiquement trop grands pour tenir dans le boîtier (va à l'encontre de l'objectif d'utiliser des relais à une seule bobine).

   Quelle est la taille de vos relais? J'ai beaucoup magasiné pour les relais de verrouillage, et je ne pense pas en avoir vu de taille similaire à celle de condensateurs basse tension de grande valeur à un prix raisonnable.

4. Un tableau de commutateurs analogiques (un par bobine comme interrupteur marche / arrêt et deux pour inverser Vcc et Gnd et inverser la pol): cela peut fonctionner, mais les commutateurs analogiques Les résistances en marche sont chères par rapport aux commutateurs mosfet ou bjt low-side.

   Cela va être BEAUCOUP plus cher que l'option pont en H, et offrir des avantages négligeables.

Une approche consisterait à contrôler N relais en utilisant N + 1 demi-ponts en H. L'un d'eux se connecte à un fil commun à tous les relais, et les autres se connectent à un relais chacun. Une variante serait d'organiser les relais dans une matrice, avec un pilote demi-H pour chaque ligne ou colonne (la solution de demi-pont N + 1 est simplement une matrice 1xN). Une mise en garde avec cette approche est que d'autres relais - en particulier ceux de la même ligne ou colonne que les relais pilotés peuvent recevoir une fraction substantielle de la tension de commande. Dans une matrice NxN, la fraction de tension sera (N-1) / (2N-1), ce qui serait 1/3 pour une matrice 2x2, 2/5 pour une matrice 3x3, et approcherait 50% comme une matrice a obtenu plus gros. Pour une matrice non carrée, les choses seraient pires.

Si vous êtes sûr que les relais ne se déclencheront pas à moins qu'ils ne reçoivent plus de la moitié de la tension nominale du variateur, une approche à matrice carrée pourrait fonctionner. Même les relais qui ne se déclenchent pas engloutiraient un courant significatif (à mesure que la matrice s'agrandit, la tension aux bornes des relais de la même ligne et de la même colonne que la ligne entraînée approcherait la moitié de la tension d'entraînement, alors calculez le courant de la même manière); si l'on utilisait une matrice 8x8, le courant total englouti par les relais entraînés par inadvertance serait d'environ 7x le courant allant à celui délibérément entraîné. Pas génial, mais être capable de piloter 64 relais avec 16 pilotes demi-pont pourrait en valoir la peine.

Le numéro 2, à mon avis, est la voie à suivre. Quand vous dites que vous êtes plutôt limité côté alimentation, vous pourriez peut-être ajouter une résistance en série après l'alimentation, afin de ne pas trop la charger. Cela nécessiterait bien sûr une capacité assez grande à placer après la résistance.

Veuillez pardonner le schéma de l'art ascii, CircuitLab ne fonctionne pas comme prévu, disons ...

  V + --- \ / \ / \ ------ Aux relais | ___ --- | GND  

Vous dites que vous êtes également limité en ce qui concerne la taille de l'appareil. Le condensateur ne doit pas avoir de gazilion Farads, quelques centaines de micro feraient à mon avis. Quelle est la taille de ces relais / De combien de courant ont-ils besoin pour se verrouiller?

C'est un vieux sujet, mais j'espère que ma réponse est toujours utile.

Le schéma ci-dessous montre comment piloter un relais de verrouillage à une seule bobine à partir d'une broche logique, à condition qu'il y ait une puissance symétrique alimentation des relais. Je ne sais pas si une telle fourniture pourrait être mise à disposition par l'affiche originale, mais si c'est le cas, le circuit peut être construit à très bon marché.

Le circuit peut être adapté aux circonstances en sélectionnant les valeurs appropriées pour le les résistances et les condensateurs, en fonction de la tension logique, du courant disponible de la sortie logique, de la tension de la bobine du relais et de la durée requise de l'impulsion. R1 & C1 détermine la durée de l'impulsion, tandis que R2 détermine le courant d'entraînement de base pour Q1 ou Q2.

La tension du relais et la tension logique peuvent être choisies indépendamment, le 12V pour la bobine que j'ai montré n'est qu'un exemple . De plus, le potentiel de masse de la logique et du relais peut différer dans une certaine mesure.

Les transistors s'éteindront relativement lentement, il y a donc de fortes chances que les diodes de roue libre pour la bobine ne soient pas nécessaires . Vérifiez le circuit avec le relais réel afin de déterminer la forme d'impulsion résultante.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide CircuitLab}

Similaire à votre option 4:

Regardez un commutateur analogique bidirectionnel double SPDT TS3A5223RSWR 0.45Ω de TI:

Cet appareil fonctionnera avec des tensions d'alimentation jusqu'à 3,6V. Notez que le courant CC maximal est de + - 300 mA et que le VIN-MAX est de 4,3 V (valeurs nominales maximales absolues). Connectez NC1 et NC2 à votre alimentation de bobine positive (via une résistance de limitation de courant si nécessaire). Connectez NO1 et NO2 à GND. Utilisez la table de vérité de la fiche technique pour contrôler la direction et ON / OFF (probablement en utilisant une logique de 3,3 V).

Si vous souhaitez contrôler la direction avec une seule E / S, vous pouvez connecter NC1 et NO2 à votre alimentation de bobine positive (via une résistance de limitation de courant si nécessaire) avec NC2 et NO1 connectés à GND. Vous reliez alors SEL1 à SEL2 et connectez-le à votre E / S. Avec cette méthode, vous auriez besoin de contrôler ON / OFF avec un autre appareil (peut-être un seul appareil pour toutes les bobines).

Notez que cet appareil dispose d'une pause avant de faire en sorte que la prise de vue ne soit pas un problème.

Étant dans un petit boîtier QFN-10 de 1,8 x 1,4 mm, il est très économique en termes d'espace. À 0,213 $ (dollars américains, prix de 1000 pièces - Avnet - 18/11/2013), ce n'est pas trop cher.

Notez que puisque vous changez de bobines, vous devez limiter la tension à chaque extrémité du bobines à l'alimentation et GND (DC commun). Bien que les broches soient protégées contre les décharges électrostatiques, la fiche technique mentionne que vous ne devez pas vous y fier pour des conditions normales au-delà des valeurs maximales absolues.

Le problème avec la solution résistive est que le commutateur absorbe le courant de la bobine de relais et de la résistance à + V.

Si cette résistance pouvait être agencée pour augmenter lorsque le commutateur est fermé, l'excès le courant pourrait être éliminé. Ou si la résistance était initialement élevée et que la résistance opposée pourrait être arrangée pour diminuer. Peut-être quelque chose comme ça ...

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Je me rends compte que cela équivaut à un pont en H avec une logique de commande simplifiée, mais étant donné un choix de transistor approprié, je ne vois pas comment vous pourriez l'appeler grand ou cher. Peut-être qu'il a juste besoin d'un nom différent?

(EDIT: ajout de diodes de protection)

Pour une solution de pont en H ne nécessitant qu'une puissance de sortie modérée, quelque chose comme la série logique de base TI ABT ou ACT peut piloter environ 5V et +/- 30 mA. Très bon marché et compact. Un peu plus cher, mais la série TCA d'extensions IO peut également faire le même travail.