왜 릴레이가 광 커플러에 의해 그렇게 자주 구동됩니까?

Arduino와 같은 많은 마이크로 컨트롤러 개발 보드가 등장한 이래로 주 AC 부하를 구동하기 위해 많은 릴레이 모듈이 판매되었습니다.

이들 중 다수는 옵토 커플러, 드라이버 트랜지스터 및 릴레이를 사용하여 부하를 구동하는 것으로 보입니다 ( Amazon의 예 ).

왜 이런 식으로 구현됩니까?

내 생각 중 일부 :

• 릴레이는 대부분의 광 커플러보다 우수하거나 우수한 절연을 제공합니다
• 드라이버 트랜지스터가 여전히 존재하므로 부품을 절약 할 수 없습니다
• 여전히 유도 반동 방지 기능이 있으므로 구성 요소를 절약 할 수 없습니다
• 옵토 커플러는 트랜지스터만큼 저렴하지 않으므로 드라이버 트랜지스터에 비해 추가 비용
• DIY 제품이므로 규제 요구 사항을 충족 할 필요가 없습니다.
• 상용 장비의 광 커플러로 구동되는 소규모 주전원 릴레이를 본 적이 없습니다
• 이 보드 중 다수는 훌륭하게 설계되지 않은 것으로 보이므로 (틈새 나 연면에 관계없이) 광 커플러가 단순히 2 층의 절연을 제공하더라도 보드가 실패합니다.

먼저이 제품에 대한보다 영구적 인 링크가 여기 있습니다 . 그리고 회로도는 여기에 있습니다 . (2015 년 7 월 29 일 편집 : 아이러니하게도 두 링크가 끊어지고 OP의 Amazon 링크가 여전히 유용합니다)

여기에서 광 절연기를 사용하는 것이 합리적 인 두 가지 이유 :

• 제어 장치는 릴레이 보드와 공통 접지 참조를 공유하지 않도록 매우 멀리 떨어져있을 수 있습니다 (긴 케이블을 통해 연결된 경우 제외). 광 절연기를 사용한다는 것은 제어 신호가 순전히 Vcc와 제어 신호 사이의 차동 신호로서 컨트롤러 회로에서 공급됨을 의미합니다. 접지 전위차는 작동에 영향을 미치지 않습니다.

• 릴레이 코일 전압이 컨트롤러의 Vcc와 반드시 같을 필요는 없습니다. 오프라인 (단독) 공급으로 생성 될 수도 있습니다. 옵토 아이솔레이터는 잠재적으로 단절되지 않은 JD-VCC전원 공급 장치와 컨트롤러 회로 사이를 격리시킵니다 .

아마도 여러 가지 또는 이유가 있지만 가장 중요한 것은 과도 전압으로 인해 구동 트랜지스터가 손상되는 것을 방지한다는 것입니다. 또한 응용 분야에 따라 회로의 나머지 부분에서 AC 잡음이 방해되는 것을 방지 할 수 있습니다.

좋은 점이 있지만 광 커플러는 일반적으로 잠재적으로 위험한 외부 소스로부터 구성 요소를 분리하는 데 사용됩니다. 그들은 저렴하고 구현하기가 쉽다. 또한 다이오드보다 더 많은 보호 기능을 제공 할 수 있습니다. 물론 지적한 바와 같이 :

이 보드 중 다수는 훌륭하게 설계되지 않은 것으로 보이므로 (틈새 나 연면에 관계없이) 광 커플러가 단순히 2 층의 절연을 제공하더라도 보드가 실패합니다.

그 이유의 큰 부분은 두 개의 격리 장벽이있는 경우 우연히 또는 의도적으로 브리지 된 경우에도 격리 장벽이 계속 존재한다는 생각과 관련이 있다고 생각합니다. 회로로 작업 할 때, 특히 클루 츠 (klutz) 인 경우, 실제로 단락해서는 안되는 것을 짧게 단락시킬 수 있습니다. 추가 격리 층을 추가하면 그러한 사고로 인해 심각한 손상이 발생할 가능성이 줄어 듭니다. 대부분의 대량 생산 제품은 다른 사람의 작업대에 있지 않으며 klutz에 속하는 작업대에는 그다지 많지 않지만 많은 자체 양조 제품은 그러한 작업대에 많은 시간을 소비합니다. 또한,자가 제작 보드는 종종 솔더 마스크없이 만들어집니다.

우연한 브리징에 대한 보호 기능을 제공하는 것 외에도 두 개의 완전 격리 장벽이있는 경우 시스템의 두 주요 부분 사이에 격리 장벽을 유지하면서 다른 하나를 포함하는 진단을 수행하는 동안 하나를 브리지하는 것이 가능할 수 있습니다 (중요한 경우). 예를 들어, 프로세서가 출력과 솔레노이드 수신 전력을 설정하는 사이의 경과 시간을 결정하려면 릴레이 코일 접지와 접점 접지가 분리되어 릴레이 접지와 CPU를 연결하여 시작하는 것이 좋습니다 CPU 출력과 릴레이 코일 사이의 시간을 측정하십시오. 그런 다음 릴레이 코일 접지와 CPU 접지를 분리하고 실제로 분리되었는지 다시 확인한 후 릴레이 코일 접지와 접점 접지를 연결하고 코일과 제어 대상 간의 타이밍을 측정하십시오. 단일 격리 만있는 시스템에서 이러한 측정을 수행하려면 서로 격리 된 두 개의 프로브가있는 스코프가 필요할 수 있습니다. 이러한 리그는 존재하지만 일반적으로 비싸다.

계전기는 실제로 매우 시끄러운 교란 원인에 대해 AC 절연을 다소 떨어 뜨립니다. 기계적 접촉 스위칭 아크는 필연적으로 다소 유도 성이며 종종 주 전압에서 부하를 스위칭하므로 dv / dt는 수백 볼트에이를 수 있습니다 마이크로 초.

저렴한 소형 계전기는 일반적으로 특히 나쁘고, 더 좋게 만드는 것은 계전기를 더 비싸고 더 크고 덜 효율적으로 만드는 경향이 있습니다.

다중 입력 및 출력 회로는 특히 발생하기 쉽습니다.

올바르게 사용되면 옵토는 코일 접촉 커플 링으로 인한 방해가 회로에 영향을 미치는 것을 방지 할 수 있습니다.

이 소스의 슬픔 포럼 (예 : 부하가 전환 될 때 릴레이 및 무작위 재설정)과 릴레이와 함께 옵토가 사용되는 우수한 견고한 기기 및 산업 디자인의 예가 부족하지 않습니다.

논리와 전원 인터페이스 부분에 별도의 전원 공급 장치가 있어야합니다. 로직 섹션은 5V 또는 3.3V로 전원이 공급되는 정상적인 설계 상태에 있으며 가장 일반적인 전원 공급 장치는 24V 인 전원 섹션과 전기적으로 절연되어 있으므로 광 커플러가 필요합니다.

5V 등급의 코일을 사용하는 릴레이를 사용하면 피할 수 있지만이 코일에는 많은 릴레이를 사용할 수 없으므로 더 큰 DC / DC 변환기를 사용하여 5V 측에서 훨씬 더 높은 전력을 필요로합니다 .

필드 레귤레이션되지 않은 공급, 12V 또는 24V, 자동차 또는 산업 (릴레이는 매우 정확한 전압이 필요하지 않음) 및 작은 갈바닉 절연 DC / DC 컨버터를 사용하여 로직 섹션을위한 5V / 3.3V를 사용하는 것이 더 일반적입니다 절연 커플러가 필요합니다.

나는 이것이 회로 보드 판매 사업을 시작하려는 애호가의 경우 일뿐이라고 생각합니다. 합병증은 전자 장치의 존재를 정당화하고 가치를 추가하는 것처럼 보이기 때문에 보드를 더 복잡하게 만들기 위해 보드를 복잡하게 만들 수 있습니다.

당신은 공급 업체에 문의하는 경우 확실 해요, 그들은 그들의 회로가 어떻게임을 설득력있는 이야기를해야합니다 있다 수행되어야하고, 그들이 그것을 기성품이 가장 쉬운 것은 단지 자신의 보드를 구입하는 것입니다.

모든 단일 구성 요소에서 발견 할 수있는 작은 전압과 전류를 가진 AC 부하를 제어 할 필요가 : 솔리드 스테이트 릴레이 이와 같은를 .

20mA를 LED로 구동 할 수있는 모든 보드에서이 보드를 사용할 수 있으므로 특별한 보드가 필요하지 않습니다.

가장 중요한 이유는 릴레이의 코일이 회로의 매우 복잡한 부하이기 때문입니다. 아시다시피, 계전기 전원을 끌 때 코일에서 유도 된 역전 류로부터 회로를 보호하기 위해 다이오드가 필요합니다. 언젠가이 방법으로는 대부분의 DIY 모듈에서와 같이 잘못 구성된 전원 공급 장치로는 충분하지 않습니다. 컨트롤러는 종종 충격을 받거나 릴레이에 의해 해고됩니다. 전원 공급 장치가 충분히 견고하면 광 분리기가 필요하지 않다고 생각합니다.

릴레이를 가장 많이 사용하는 경우 mcu 디지털 GND 및 VDD를 릴레이 GND 및 vcc와 분리하려고하면 매우 깨끗한 mcu GND 및 VDD 라인이 나타납니다 .....

릴레이가 EMS에게 높은 샤프하고 빠른 전압 피크 및-NO 플라이 백 다이오드 및 TV 보호 기능을 제공하는 경우. 광 커플러 내부의 트랜지스터는 릴레이 측에서 파괴되므로 주요 resean은 gnd 전력선을 완전히 분리하는 것입니다.

릴레이를 AC에 사용하는 경우, GND, VCC에서 회로로 EMC를 방출 할 수 있으므로 옵토 커플러는이 대부분을 해결합니다.