Схема подавления дребезга контактов реле

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2019

John Guy, Maxim Integrated Products

EDN

Развитие полупроводниковых технологий позволило заменить микросхемами многие механические реле, но обычные реле все еще доминируют в сильноточных схемах, где они должны выдерживать высокие напряжения произвольной полярности. Однако дребезг контактов в этих реле может создавать проблемы для окружающих схем.

Один методов подавления дребезга контактов основан на сочетании реле с контроллером горячей замены. Такие контроллеры становятся все более популярными в качестве средства коммутации компонентов системы без отключения ее питания. В схеме на Рисунке 1 контакты реле заменяют контакты механического разъема.

Рисунок 1.	Микросхема контроллера горячей замены и внешний MOSFET подавляют дребезг контактов реле K1.

Схема управления удерживает реле замкнутым, и замкнутые контакты реле соединяют вход схемы горячей замены с источником питания, напряжение которого, в данном случае, равно 28 В. После того, как входное напряжение достигнет требуемого уровня, микросхема контроллера горячей замены IC₁ не открывает p-канальный MOSFET Q₁ еще, как минимум, 150 мс. Эта задержка дает достаточно времени для успокоения контактов реле. После 150-миллесекундной задержки микросхема IC₁ подает открывающее напряжение на затвор MOSFET, и выходное напряжение начинает нарастать со скоростью 9 В/мс. Контролируемая скорость нарастания минимизирует пусковой ток, тем самым, снижая нагрузку на источник питания, реле и конденсаторы, подключенные к шине, управляемой контроллером горячей замены.

Рисунок 2.	Контакты механического реле K1 дребезжат при замыкании.

На приведенной для примера осциллограмме (Рисунок 2) видны три отскока контактов с пиковым значением пускового тока почти 30 А. Верхний канал представляет выходное напряжение в масштабе 10 В/дел, а нижний – входной ток в масштабе 5 А/дел. Выходная нагрузка образована параллельным соединением резистора 54 Ом и конденсатора 100 мкФ. Использование в этих условиях схемы Рисунка 1 дает лучшую картину (Рисунок 3). Отчетливо видна задержка нарастания выходного напряжения без каких-либо провалов, возникающих в результате дребезга контактов. Намного уменьшились колебания входного тока, броски которого теперь составляют менее 1.5 А, после которых ток достигает установившегося значения 500 мА.

Рисунок 3.	Схема Рисунка 1 устраняет дребезг контактов реле и уменьшает пусковой ток.