Rätselschaltung: Stromstoßsteuerung mit Transistor/Kondensator - warum geht das nicht?

Ich habe nach einer Möglichkeit gesucht, ein Verriegelungsrelais mit einem Mikrocontroller zu steuern, der nicht genug Strom an den Ausgangspins hat, um es direkt zu betreiben. Ich fand diese faszinierende Schaltung mit einem 220-uF-Kondensator und einem NPN-Transistor, hatte aber kein Glück, sie wie beschrieben zum Laufen zu bringen.

Die Schaltung, auf die ich mich beziehe, ist die erste auf dieser Seite mit der Bezeichnung "Pulse Latching Relay On / Off":

Transistorschaltungen: Stromstoßrelais

Hier ist es unten:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Aus der Schaltungsbeschreibung:

Die obige Schaltung erzeugt einen starken Impuls, um das Relais auf ON zu halten, und die Eingangsspannung muss HIGH bleiben. Der 220u wird allmählich aufgeladen und der Strom fällt auf ein sehr niedriges Niveau. Wenn die Eingangsspannung entfernt wird, erzeugt die Schaltung einen Impuls in die entgegengesetzte Richtung, um das Relais zu entriegeln.

Das Problem ist, dass die Schaltung nicht funktioniert. Sie beschriften die Eingänge nicht eindeutig, aber ich nehme an, dass oben (+) und unten (-) ist und die 10K als Pullup fungiert und den Transistor offen hält, um den Kondensator zu entladen. Wenn der untere Eingang mit Masse verbunden ist, schaltet der Transistor ab, und hier komme ich durcheinander. Soll ein Elektronenfluss von der Basis zum Emitter stattfinden, um den Kondensator über die Spule aufzuladen? Scheint, dass der BE-Übergang in Sperrrichtung vorgespannt wäre und kein Strom fließen würde.

Meine Versuche, dies mit einem T2n3904 und einem 470uF-Elektrolyt zu stecken, sind fehlgeschlagen.

Ist diese Schaltung falsch oder bin ich nur dumm?

Verwendest du ein Stromstoßrelais? Sie sind keine "normalen" Relais und die Schaltung erfordert eines.
Ja, ich verwende ein Einzelspulen-Verriegelungsrelais, das mit entgegengesetzten Polaritäten verriegelt / zurückgesetzt wird. Ich habe die Schaltung auch mit zwei entgegengesetzt vorgespannten LEDs getestet, kein Lichtflimmern in beide Richtungen, um eine Ladung / Entladung anzuzeigen.
Ich denke, der obere Draht ist das Steuersignal und der untere Draht ist immer geerdet.
Jetzt weißt du warum das Buch so billig war... die Schaltung ist totaler Schwindel.
@geometrisch: Die Schaltung funktioniert leider auch nicht, wenn das obere Kabel umgeschaltet wird.
Wenn in der Schaltung und / oder Beschreibung nichts fehlt, sehe ich nicht, wie diese Schaltung funktionieren könnte. Wenn Q1 eingeschaltet ist, gibt es einen Pfad, über den sich C1 durch die Relaisspule entladen kann. Wenn Q1 jedoch ausgeschaltet ist, erdfrei das untere Ende der Relaisspule . Da C1 mit der Relaisspule in Reihe geschaltet ist, gibt es keinen Strompfad zum Laden von C1.
@AlfredCentauri: Richtig - guter Punkt. Ich war mir nicht sicher, ob es im ausgeschalteten Zustand einen magischen Transistor-Basis-Emitter-Fluss gab, aber es sieht so aus, als ob es keinen gibt. Wenn jemand eine Antwort "Diese Schaltung ist falsch" posten möchte, werde ich sie akzeptieren.
@QuadrupleA, ich nehme an, dass die Schaltung möglicherweise darauf angewiesen ist, die Emitter-Basis-Durchbruchspannung zu überschreiten, um C1 aufzuladen, aber das wäre, gelinde gesagt, riskant. (Hoppla! Ich sehe, Connor Wolf kam zu dem gleichen Schluss, als ich diesen Kommentar schrieb).
Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Person, die das Diagramm gezeichnet hat, vergessen hat, eine Diode einzufügen. Siehe meine Antwort.

Antworten (3)

Die gezeichnete Schaltung funktioniert nicht.

Selbst wenn es funktioniert hat, tut es dies, indem es die Basis-Emitter-Übergangsdiode des Transistors schrecklich missbraucht, was den Transistor möglicherweise beschädigen kann.

Es ist erwähnenswert, dass es möglich ist , die Schaltung zum Laufen zu bringen. Soweit ich das beurteilen kann, hat die Person, die das Diagramm gezeichnet hat, einfach eine Diode vergessen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Pull-up-Widerstand muss auch etwas kleiner sein, um Q1 hart genug einzuschalten, damit die erzeugte Stromwellenform angemessen symmetrisch ist. Im obigen Bild sind es 10K, aber 1K funktioniert viel besser.

Aha - mit der Diode macht es endlich Sinn. Werde das ausprobieren. Ich denke, ich kann den Mikrocontroller so programmieren, dass er zwischen Floating und Masse umschaltet und möglicherweise das untere NPN eliminiert. Was ist Ihr Schaltungsdesign-Tool BTW? Das Diagramm gefällt mir.
@QuadrupleA - Klicken Sie auf das Bild und finden Sie es heraus!
+1, um eine Lösung zu finden, und nicht die triviale Antwort "Es funktioniert nicht", mit der ich gespielt habe. Mark eines Ingenieurs besser als ich.
@AnindoGhosh - Ich bin davon ausgegangen, dass der Schaltplan irgendwann gültig gewesen sein musste. Dann war es ein Rätsel.
Ich mag Ihren "es hat wahrscheinlich irgendwann funktioniert"-Ansatz, ich werde versuchen, ihn in Zukunft selbst anzuwenden. Wer sagt, dass man einem alten Hund keine neuen Tricks beibringen kann!
Wenn Sie einen Mikrocontroller haben, warum sollten Sie sich mit der Schaltung beschäftigen?
@JohnU - Weil es etwas Cleveres tut, das viel mehr Transistoren erfordern würde, um normalerweise mit MCU GPIO zu arbeiten. Es treibt tatsächlich Strom in beide Richtungen durch die Relaisspule, was genau das ist, was Sie für ein bistabiles Relais mit einer Spule benötigen. Wenn Sie den Eingang hoch schalten, lädt er die 220-uF-Kappe durch die Relaisspule. Wenn Sie den Eingang niedrig einstellen, entlädt sich die Kappe durch den zweiten Transistor, treibt den Strom in die andere Richtung durch das Relais und schaltet seinen Zustand zurück.
Auf die einfache alte Art und Weise würden wahrscheinlich 4 Transistoren in einer H-Brückenkonfiguration erforderlich sein, und es hätte keinen großen Vorteil.
Ja - Seite 43 des verlinkten Omron-Dokuments (oder Seite 6 des G5A-Datenblatts für diese Angelegenheit) enthält die Schaltung mit Diode - denken Sie jedoch daran, dass Omron sie patentiert hat! (Es ist die japanische Patentnummer 1239293, zumindest laut Omrons Etikettierung, aber ich kann dieses Patent nirgendwo online finden, was ziemlich ärgerlich ist - wenn es jemand findet, verlinken Sie es bitte hier, damit wir eine Vorstellung davon haben, wann es abläuft! )
@ThreePhaseEel Hier ist das US-Patent dafür (siehe Abb. 1). IANAL, aber laut dieser Seite ist es 1993 wegen Nichtzahlung von Wartungsgebühren abgelaufen.
@alldayremix – toller Fund! (Es wäre sowieso 2003 oder so abgelaufen, also ist es heutzutage kein Problem mehr)

Sowohl OMRON als auch MATSUSHITA haben dies vor etwa 15 bis 20 Jahren als C-Schaltungsmodul in Apps-Notizen veröffentlicht. Sie müssen also wissen, was sie tun. Jeder, der sich an die dicken A4-Relay-Kataloge erinnert, die sie früher herausgegeben haben, es war drin.

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Ich würde sagen, es ist eine nützliche Antwort. Ich vermute, die Schaltung ist nicht völlig falsch, sondern erfordert die richtige Auswahl der Komponenten (einschließlich Relais), um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Ich hatte das gleiche Problem zu glauben, dass die cct funktionieren muss (aber wie?). Ich habe die Diode inkl. cct nun problemlos aufgebaut und eingesetzt, sowohl in der Ein-Transistor- als auch in der Zwei-Transistor-Variante. Die cct finden Sie in den Anwendungshinweisen von Omron, ein Besuch lohnt sich. http://www.omron.com/ecb/products/pdf/precautions_pcb.pdf

Ich wäre es wert, eine Zusammenfassung / ein Bild des von Ihnen verwendeten Schemas hinzuzufügen, falls der Link stirbt. Es ist auch ein ziemlich langes Dokument und nicht so klar, auf welche Schaltung Sie sich beziehen.
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