फॉर्मूला और गणना के साथ ट्रांजिस्टर रिले चालक सर्किट

इस लेख में हम बड़े पैमाने पर एक ट्रांजिस्टर रिले चालक सर्किट का अध्ययन करेंगे और यह सीखेंगे कि फ़ार्मुलों के माध्यम से मापदंडों की गणना करके इसके विन्यास को कैसे डिज़ाइन किया जाए।

रिले का महत्व

रिले इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक हैं। विशेष रूप से सर्किट में जहां उच्च शक्ति स्थानांतरण या मुख्य एसी लोड स्विचिंग शामिल है, रिले संचालन को लागू करने में प्रमुख भूमिका निभाते हैं।

यहां हम सीखेंगे कि ट्रांजिस्टर का उपयोग करके रिले को सही ढंग से कैसे संचालित किया जाए और बिना मुद्दों के जुड़े लोड को स्विच करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में डिज़ाइन को लागू किया जाए।

रिले काम कैसे करता है, इसके बारे में गहन अध्ययन के लिए कृपया इस लेख को पढ़ें

एक रिले, जैसा कि हम सभी जानते हैं कि एक विद्युत उपकरण है जो स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है।

यह एक संबंधित कॉइल पर लागू अपेक्षाकृत छोटे विद्युत शक्ति के जवाब में अपने संपर्कों से जुड़े बाहरी भार को स्विच करने के लिए जिम्मेदार है।

मूल रूप से कॉइल एक लोहे की कोर पर घाव होता है, जब कॉइल पर एक छोटा डीसी लगाया जाता है, तो यह एक विद्युत चुंबक की तरह सक्रिय और व्यवहार करता है।

एक स्प्रिंग लोडेड कॉन्टेक्ट मैकेनिज्म कॉइल के निकट निकटता में रखा गया, तुरंत प्रतिक्रिया करता है और एनर्जेटिक कॉइल इलेक्ट्रोमैग्नेट बल की ओर आकर्षित हो जाता है। पाठ्यक्रम में संपर्क अपनी जोड़ी में से एक को जोड़ता है और इसके साथ जुड़े एक पूरक जोड़ी को काट देता है।

रिवर्स तब होता है जब डीसी को कुंडल पर स्विच किया जाता है और संपर्क अपने मूल स्थान पर लौट आते हैं, पूरक संपर्कों के पिछले सेट को जोड़ते हैं और चक्र को यथासंभव कई बार दोहराया जा सकता है।

एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को आमतौर पर एक ट्रांजिस्टर सर्किट चरण का उपयोग करके एक रिले ड्राइवर की आवश्यकता होगी ताकि इसे कम पावर डीसी स्विचिंग आउटपुट को उच्च पावर मेन एसी स्विचिंग आउटपुट में परिवर्तित किया जा सके।

हालांकि एक इलेक्ट्रॉनिक से निम्न स्तर के संकेत जो एक आईसी चरण या एक कम वर्तमान ट्रांजिस्टर चरण से प्राप्त किए जा सकते हैं सीधे रिले ड्राइविंग करने में असमर्थ हो सकते हैं। क्योंकि, एक रिले के लिए अपेक्षाकृत उच्च धाराओं की आवश्यकता होती है जो आमतौर पर एक आईसी स्रोत या कम वर्तमान ट्रांजिस्टर चरण से उपलब्ध नहीं हो सकती है।

उपरोक्त समस्या को दूर करने के लिए, सभी इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों के लिए एक रिले नियंत्रण चरण अनिवार्य हो जाता है, जिन्हें इस सेवा की आवश्यकता होती है।

एक रिले चालक और कुछ नहीं बल्कि एक अतिरिक्त ट्रांजिस्टर चरण है जो रिले के साथ जुड़ा हुआ है जिसे संचालित करने की आवश्यकता है। ट्रांजिस्टर आमतौर पर और पूर्ववर्ती नियंत्रण चरण से प्राप्त आदेशों के जवाब में रिले के संचालन के लिए पूरी तरह से नियोजित होता है।

सर्किट आरेख

उपरोक्त सर्किट आरेख का उल्लेख करते हुए, हम देखते हैं कि कॉन्फ़िगरेशन में केवल एक ट्रांजिस्टर, एक आधार अवरोधक और एक फ्लाईबैक डायोड के साथ रिले शामिल है।

हालांकि कुछ जटिलताएं हैं जिन्हें आवश्यक कार्यों के लिए डिजाइन का उपयोग करने से पहले व्यवस्थित करने की आवश्यकता है:

चूंकि रिले ऑपरेशन को नियंत्रित करने के लिए बेस ड्राइव वोल्टेज से ट्रांजिस्टर तक प्रमुख स्रोत है, इसलिए इसे इष्टतम परिणामों के लिए पूरी तरह से गणना करने की आवश्यकता है।

बेस रेसिस्टर वैल्यू आईडी, सीधे ट्रांजिस्टर के समतुल्य / एमिटर लीड की ओर आनुपातिक होता है, दूसरे शब्दों में, रिले कॉइल करंट, जो ट्रांजिस्टर का कलेक्टर लोड होता है, मुख्य कारकों में से एक बन जाता है, और सीधे मूल्य को प्रभावित करता है। ट्रांजिस्टर के आधार अवरोधक के।

गणना सूत्र

ट्रांजिस्टर के आधार अवरोधक की गणना के लिए मूल सूत्र अभिव्यक्ति द्वारा दिया गया है:

आर = (यूएस - ०.६) एचएफई / रिले कॉइल करंट,

• ट्रांजिस्टर के आर = आधार अवरोधक
• हमसे = आधार अवरोधक को स्रोत या ट्रिगर वोल्टेज,
• hFE = ट्रांजिस्टर का वर्तमान लाभ,

अंतिम अभिव्यक्ति जो 'रिले करंट' है, को निम्नलिखित ओम के नियम को हल करके पाया जा सकता है:

I = Us / R, जहाँ मुझे आवश्यक रिले करंट है, Us रिले को आपूर्ति वोल्टेज है।

व्यावहारिक अनुप्रयोग

एक मल्टीमीटर का उपयोग करके रिले कॉयल प्रतिरोध को आसानी से पहचाना जा सकता है।

हमें भी एक ज्ञात पैरामीटर होगा।

मान लीजिए कि आपूर्ति हमारे पास = 12 V है, तो कुंडल प्रतिरोध 400 ओम है, फिर

रिले वर्तमान I = 12/400 = 0.03 या 30 mA।

इसके अलावा किसी भी मानक कम सिग्नल ट्रांजिस्टर के Hfe को लगभग 150 माना जा सकता है।

उपरोक्त मानों को हम वास्तविक समीकरण में लागू करते हैं,

R = (Ub - 0.6) × Hfe ÷ रिले करंट

आर = (12 - 0.6) 150 / 0.03

= 57,000 ओम या 57 K, निकटतम मूल्य 56 K है।

रिले कॉइल से जुड़ा डायोड हालांकि उपरोक्त गणना से संबंधित कोई तरीका नहीं है, फिर भी इसे नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है।

डायोड सुनिश्चित करता है कि रिले कॉइल से उत्पन्न रिवर्स ईएमएफ इसके माध्यम से छोटा है, और ट्रांजिस्टर में डंप नहीं किया गया है। इस डायोड के बिना, वापस EMF ट्रांजिस्टर के कलेक्टर emitter के माध्यम से एक रास्ता खोजने की कोशिश करेगा और निश्चित रूप से सेकंड के भीतर, स्थायी रूप से ट्रांजिस्टर को नुकसान पहुंचाएगा।

PNP BJT का उपयोग करके रिले चालक सर्किट

एक ट्रांजिस्टर एक स्विच के रूप में सबसे अच्छा काम करता है जब यह एक सामान्य एमिटर कॉन्फ़िगरेशन से जुड़ा होता है, जिसका अर्थ है कि BJT का एमिटर हमेशा 'ग्राउंड' लाइन के साथ सीधे जुड़ा होना चाहिए। यहां N ग्राउंड ’एक एनपीएन के लिए ऋणात्मक रेखा और एक PNP BJT के लिए सकारात्मक रेखा को संदर्भित करता है।

यदि सर्किट में एक एनपीएन का उपयोग किया जाता है, तो लोड को कलेक्टर के साथ जोड़ा जाना चाहिए, जो इसकी नकारात्मक लाइन को चालू / बंद करके इसे चालू / बंद करने की अनुमति देगा। यह उपरोक्त चर्चाओं में पहले ही बताया जा चुका है।

यदि आप सकारात्मक लाइन को चालू / बंद करना चाहते हैं, तो उस स्थिति में आपको रिले ड्राइविंग के लिए PNP BJT का उपयोग करना होगा। यहां रिले आपूर्ति की नकारात्मक रेखा और पीएनपी के कलेक्टर से जुड़ा हो सकता है। कृपया सटीक कॉन्फ़िगरेशन के लिए नीचे दिया गया आंकड़ा देखें।

हालांकि पीएनजी को ट्रिगर के लिए इसके आधार पर एक नकारात्मक ट्रिगर की आवश्यकता होगी, इसलिए यदि आप सिस्टम को सकारात्मक ट्रिगर के साथ लागू करना चाहते हैं तो आपको एनपीएन और पीएनपी दोनों के संयोजन का उपयोग करना पड़ सकता है जैसा कि निम्नलिखित आंकड़े में दिखाया गया है:

यदि आपके पास उपरोक्त अवधारणा के बारे में कोई विशिष्ट प्रश्न हैं, तो कृपया त्वरित उत्तर प्राप्त करने के लिए टिप्पणियों के माध्यम से उन्हें व्यक्त करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें।

पावर सेवर रिले चालक

आमतौर पर, एक रिले के संचालन के लिए आपूर्ति वोल्टेज को यह सुनिश्चित करने के लिए आयाम दिया जाता है कि रिले को खींच लिया गया है। हालाँकि, आवश्यक रिटेनिंग वोल्टेज आमतौर पर बहुत कम होता है।

यह आमतौर पर पुल-इन वोल्टेज का आधा भी नहीं है। परिणामस्वरूप अधिकांश रिले इस कम वोल्टेज पर भी समस्याओं के बिना काम कर सकते हैं, लेकिन केवल जब यह सुनिश्चित किया जाता है कि प्रारंभिक सक्रियण वोल्टेज में पर्याप्त रूप से पुल-इन के लिए पर्याप्त है।

नीचे प्रस्तुत सर्किट 100 एमए या उससे कम के साथ काम करने के लिए निर्दिष्ट रिले के लिए आदर्श हो सकता है, और 25 वी से नीचे की आपूर्ति वोल्टेज पर। इस सर्किट का उपयोग करके दो फायदे का आश्वासन दिया जाता है: सबसे पहले रिले कार्यों में 50% से कम पर काफी कम वर्तमान का उपयोग करना रेटेड आपूर्ति वोल्टेज, और वर्तमान रिले के वास्तविक रेटिंग के लगभग 1/4 तक कम हो गया! दूसरे, उच्च वोल्टेज रेटिंग वाले रिले का उपयोग कम आपूर्ति श्रेणियों के साथ किया जा सकता है। (उदाहरण के लिए एक 9 वी रिले जो एक टीटीएल आपूर्ति से 5 वी के साथ संचालित करने के लिए आवश्यक है)।

सर्किट को एक आपूर्ति वोल्टेज में वायर्ड देखा जा सकता है जो रिले को पूरी तरह से पकड़ने में सक्षम है। S1 के खुलने के समय, C1 आपूर्ति वोल्टेज तक R2 के माध्यम से चार्ज हो जाता है। R1 + टर्मिनल से जुड़ा हुआ है और T1 बंद है। जिस क्षण S1 की अध्यक्षता की जाती है, T1 आधार R1 के माध्यम से आम आपूर्ति करने के लिए जुड़ जाता है, जिससे वह ON स्विच करता है और रिले को चलाता है।

C1 का धनात्मक टर्मिनल स्विच S1 के माध्यम से आम जमीन से जुड़ता है। यह देखते हुए कि इस संधारित्र को शुरू में आपूर्ति वोल्टेज से चार्ज किया गया था, इस बिंदु पर इसके-ऋणात्मक हो जाता है। इसलिए रिले कॉइल में वोल्टेज आपूर्ति वोल्टेज से दो गुना अधिक तक पहुंच जाता है, और यह रिले में खिंच जाता है। स्विच S1, निश्चित रूप से, किसी भी सामान्य प्रयोजन ट्रांजिस्टर के साथ प्रतिस्थापित किया जा सकता है जिसे आवश्यकतानुसार चालू या बंद किया जा सकता है।