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Un impulso de relé es un dispositivo que puede controlar una carga de alta potencia a través de una señal de baja potencia. Los tipos de impulsos de relé son los siguientes:
Relé de mercurio:
El relé de mercurio utiliza mercurio como material de contacto. Las gotas de mercurio se forman y rompen el contacto, lo que es adecuado para conmutar cargas inductivas. Los relés de mercurio tienen una larga vida útil y son resistentes al desgaste.
Relé electromagnético:
El relé electromagnético tiene una bobina enrollada alrededor de un núcleo de hierro blando. Cuando la corriente fluye a través de la bobina, se crea un campo magnético que mueve la armadura. Este movimiento hace que el contacto se cierre o se abra. Los relés electromagnéticos pueden controlar altas corrientes y voltajes y tienen velocidades de conmutación rápidas.
Relé electrostático:
El relé electrostático utiliza fuerzas electrostáticas entre placas cargadas. Estas fuerzas mueven el líquido dieléctrico o la espuma, lo que hace que el contacto se cierre o se abra. Los relés electrostáticos tienen un bajo consumo de energía y alta sensibilidad.
Relé de gas:
El relé de gas utiliza gas a baja presión como fluido de trabajo. El gas se expande o se contrae al calentarse o enfriarse, lo que provoca el movimiento de un pistón o fuelle. Este movimiento abre o cierra el contacto eléctrico. Los relés de gas pueden funcionar bajo cambios extremos de temperatura y son a prueba de explosiones.
Relé fotoeléctrico:
El relé fotoeléctrico utiliza luz en lugar de electricidad para operar. Tiene un dispositivo sensible a la luz, como un fototransistor o fotodiodo. Cuando la luz incide sobre este dispositivo, produce una señal eléctrica que activa el relé. Los relés fotoeléctricos no tienen contacto entre los circuitos de entrada y salida y se utilizan donde se requiere aislamiento eléctrico.
Relé térmico:
El relé térmico utiliza una tira bimetálica que se dobla con el cambio de temperatura. Este doblado se debe a las diferentes tasas de expansión de los metales. La tira bimetálica mueve una palanca para hacer o romper el contacto. Los relés térmicos son simples y confiables para la protección contra sobrecorrientes basada en la generación de calor.
Relé de retardo de tiempo:
El relé de retardo de tiempo tiene un mecanismo electromecánico y un condensador o resorte. Retrasa el funcionamiento del relé durante un cierto tiempo cuando cambia la señal de entrada. El retardo de tiempo se puede ajustar cambiando la capacitancia o la tensión del resorte. Estos relés se utilizan en aplicaciones donde se requiere conmutación retardada, como el arranque y parada de motores.
Relé de sobrevoltaje:
El relé de sobrevoltaje utiliza tubos llenos de gas o varistores de óxido metálico (MOVs) como dispositivos de protección. Estos componentes pueden conducir corriente cuando la tensión supera un valor preestablecido, activando el relé. Los relés de sobrevoltaje protegen contra picos de tensión causados por rayos o transitorios de conmutación.
Los sistemas de relé tienen principalmente dos partes: los relés y los circuitos de control. Los relés son dispositivos electromecánicos que controlan los circuitos, mientras que los circuitos de control son responsables de operar los relés.
Diseño del relé:
El relé es un interruptor que utiliza inducción electromagnética para abrir o cerrar contactos. El diseño del relé incluye varios componentes:
La bobina genera un campo magnético cuando la corriente fluye a través de ella. La fuerza del campo magnético es proporcional a la cantidad de corriente que fluye a través de la bobina. Este campo magnético mueve la armadura. La armadura es una palanca metálica con resorte. El movimiento de la armadura activa o desactiva los contactos. El diseño del relé especifica el número y la configuración de los contactos. Hay varias configuraciones de contacto, incluyendo un solo polo de un solo tiro (SPST), un solo polo de doble tiro (SPDT), dos polos de doble tiro (DPDT), etc. La carcasa del relé protege los componentes internos de daños y de factores ambientales externos. También ayuda a contener el campo magnético, mejorando la eficiencia. Los diseños de relé especifican los materiales utilizados, dimensiones y otras características físicas para garantizar un funcionamiento y fiabilidad adecuados. Los materiales deben ser capaces de soportar las temperaturas y presiones del entorno operativo. Los diseños de relé incluyen disposiciones para el mantenimiento y la solución de problemas, como puntos de prueba, indicadores y componentes accesibles.
Diseño del circuito de control:
Un circuito de control de relé utiliza un relé para controlar una carga. El relé se activa mediante una pequeña señal de control. Esta señal de control puede provenir de un interruptor, sensor u otro circuito. Los diseños de circuitos de control de relé especifican el tipo de relé a utilizar según los requisitos de la aplicación. Los criterios de selección incluyen la clasificación de voltaje del relé, capacidad de corriente, tiempo de respuesta, tamaño y entorno. Los diseños de circuitos de control incluyen componentes de protección como diodos de recuperación en la bobina del relé para proteger contra picos de voltaje debidos a la conmutación de cargas inductivas, fusibles y disyuntores.
Elegir el relé adecuado para la aplicación prevista es crucial para garantizar un funcionamiento correcto, fiabilidad y longevidad del relé. Aquí hay algunos factores importantes a considerar al seleccionar un relé:
Características de la carga:
Determina las características de la carga de la aplicación, incluyendo el tipo de carga (resistiva, inductiva, capacitiva), voltaje y clasificaciones de corriente. Esta información ayudará a seleccionar un relé con las especificaciones de contacto y capacidades de manejo de carga apropiadas.
Voltaje del circuito de control:
Identifica el voltaje del circuito de control de la aplicación. Es esencial elegir un relé cuya bobina funcione a la misma nivel de voltaje que el circuito de control. Esto asegurará la activación y desactivación adecuada del relé.
Velocidad de conmutación:
Determina la velocidad de conmutación requerida para la aplicación. Si la conmutación rápida es crítica, considera relés de estado sólido o relés electromecánicos de alta velocidad que puedan cambiar contactos rápidamente.
Condiciones ambientales:
Considera las condiciones ambientales donde se utilizará el relé. Factores como el rango de temperatura, niveles de humedad, exposición al polvo o humedad, y la presencia de sustancias corrosivas deben ser tenidos en cuenta. Selecciona relés que estén diseñados para soportar ambientes adversos o que tengan características de protección adecuadas, como clasificaciones de encapsulación (por ejemplo, clasificaciones IP) o diseños de relé sellados.
Tamaño y montaje:
Considera el espacio disponible para instalar el relé y el tipo de montaje preferido. Los relés vienen en varios tamaños y formatos, incluyendo montajes en enchufe, montados en socket, montajes en PCB y montajes en chasis. Asegúrate de que el relé seleccionado se pueda instalar convenientemente dentro del sistema sin restricciones de tamaño.
Q1: ¿Cuáles son los beneficios de utilizar impulsos de relé en un circuito?
A1: Los impulsos de relé ofrecen control preciso, aislamiento eléctrico y la capacidad de cambiar cargas de alta potencia con señales de control de baja potencia.
Q2: ¿Cuál es la diferencia entre un relé y un transistor en términos de velocidad de conmutación?
A2: Los transistores cambian más rápido que los relés, lo que los hace adecuados para aplicaciones de alta velocidad.
Q3: ¿Se pueden utilizar impulsos de relé en sistemas de energía renovable?
A3: Sí, los relés se utilizan en sistemas de energía renovable para el seguimiento del punto de máxima potencia, protección y control.
Q4: ¿Cómo ahorran energía los relés de enclavamiento?
A4: Los relés de enclavamiento mantienen su posición sin energía continua, reduciendo el consumo de energía en modo de espera.
Q5: ¿Cuáles son los desafíos de usar relés mecánicos en la electrónica moderna?
A5: Los relés mecánicos son lentos, se desgastan con la conmutación frecuente y tienen un mayor tamaño en comparación con las alternativas de estado sólido.
