¿Qué es un relé de carga automática?
Un relé de carga automática es un tipo de relé que se utiliza para controlar automáticamente el proceso de carga, generalmente en vehículos eléctricos u otros dispositivos que requieren carga automática. Su función principal es cortar automáticamente el circuito de carga cuando la batería está completamente cargada para evitar sobrecargas, protegiendo así la batería y prolongando su vida útil.
El relé (nombre en inglés: relé) es un tipo de dispositivo de control eléctrico, es el cambio de la cantidad de entrada (cantidad de excitación) para alcanzar los requisitos estipulados en el circuito de salida eléctrica para hacer que la cantidad controlada sufra un cambio de paso predeterminado en un tipo de aparato eléctrico. Tiene una relación interactiva entre el sistema de control (también llamado circuito de entrada) y el sistema controlado (también llamado circuito de salida). Generalmente utilizado en circuitos de control automatizados, es una especie de "interruptor automático" que controla el funcionamiento de grandes corrientes con pequeñas corrientes. Por lo tanto, desempeña el papel de ajuste automático, protección de seguridad y un circuito de conversión en el circuito.
Tipos de relés de carga automática
Los principales tipos de relés de carga automática incluyen relés electromagnéticos, relés térmicos, relés de tiempo y relés de velocidad. Estos relés se clasifican según su principio de acción, características estructurales y tipo de carga.
1. Relé electromagnético
Los relés electromagnéticos son el tipo más común de relés que controlan el encendido y apagado de un circuito a través de efectos electromagnéticos. Cuando la bobina se energiza, genera un campo magnético que atrae el núcleo de hierro, haciendo que los contactos se cierren o se rompan, realizando así el control del circuito.
Funciones principales: el circuito de control y el circuito de carga están completamente aislados para mejorar la seguridad, pueden controlar circuitos de alta corriente o alto voltaje, estructura mecánica simple y larga vida útil. Si necesita seleccionar el tipo, debe tener en cuenta el voltaje, la corriente, el tipo de contacto y otros parámetros para garantizar el mejor rendimiento.
2. Relé térmico
El relé térmico es un dispositivo de protección eléctrica de uso común, que se utiliza principalmente para evitar que el motor o el equipo eléctrico se dañen debido a una sobrecarga. Cuando la corriente en el circuito excede el valor establecido, el elemento térmico se calienta y dobla y deforma el bimetal, lo que activa el mecanismo mecánico para desconectar el circuito y garantizar la seguridad del equipo.
Función principal: protección precisa contra sobrecargas, estructura simple y confiable con fuerte capacidad antiinterferente. La corriente de acción se puede ajustar de acuerdo con la demanda del equipo, no cortar directamente el circuito principal, solo controlar la bobina del contactor, alta seguridad.
3. Relé de tiempo
El relé de tiempo es un tipo de dispositivo de control con una función de retardo de tiempo, que puede conectar o desconectar automáticamente el circuito después de un tiempo establecido, y es ampliamente utilizado en sistemas de automatización que necesitan un control de tiempo preciso.
Función principal: control preciso para satisfacer diferentes necesidades. Se puede combinar con contactores, PLC, etc. para realizar un control de tiempo complejo, alta precisión electrónica y adaptarse a diferentes entornos.
4. Relé de velocidad
El relé de velocidad (también conocido como relé de velocidad) es un tipo de componente de automatización utilizado para detectar la velocidad del motor o equipo giratorio, que puede encender o apagar automáticamente el circuito de control de acuerdo con el valor de velocidad preestablecido, y es ampliamente utilizado en la regulación de velocidad del motor, control de frenado y sistema de protección de equipos.
Funciones principales: evite daños en el motor debido a exceso de velocidad o bloqueo de baja velocidad, con un inversor para realizar la regulación de velocidad de circuito cerrado, antivibración electrónica sin contacto, sin mantenimiento, adecuado para entornos hostiles.
Símbolos del circuito de relé
1. Representación de circuitos de bobinas de relé
Se utiliza una representación estandarizada de las bobinas de relé en los diagramas de circuitos:
Símbolo básico: Una sola bobina se representa mediante un gráfico de caja larga
Representación de doble bobina: Cuando un relé tiene dos bobinas, se dibujan dos cajas largas una al lado de la otra.
Normas de etiquetado: El símbolo de texto "J" (de las iniciales pinyin de "relay") debe estar etiquetado dentro o al lado de la caja larga.
2. Dos formas de dibujar contactos de relé
Método de dibujo centralizado
Características: Todos los contactos se dibujan en el mismo lado de la caja larga que representa la bobina.
Ventaja: Visualice la estructura completa del relé
Escenarios aplicables: diseño de circuitos simples, enseñanza de diagramas esquemáticos.
Método de dibujo descentralizado
Características: De acuerdo con las necesidades reales del circuito, los contactos se dispersarán en diferentes posiciones.
Requisitos de etiquetado:
Asegúrese de que la bobina y los contactos correspondientes utilicen el mismo símbolo (por ejemplo, J1).
Agregue un número a cada grupo de contactos (por ejemplo, J1-1, J1-2)
Ventaja: Hace que el cableado de circuitos complejos sea más claro y fácil de leer.
3. Tres tipos de contactos de relé
1. Contactos normalmente abiertos (tipo H)
Identificación del símbolo: indicado por la letra "H".
Cuando la bobina está desenergizada, el contacto permanece abierto:
Cuando la bobina está desenergizada, el contacto permanece abierto.
Cuando la bobina está energizada, el contacto se cierra y conduce.
Aplicaciones típicas: control de arranque de circuitos, conmutación energizada de equipos.
2. Contacto normalmente cerrado (tipo D)
Identificación del símbolo: indicado por la letra "D".
Simbolización: La letra "D" se utiliza para indicar las características de funcionamiento:
Cuando la bobina está desenergizada, el contacto permanece cerrado.
Cuando la bobina está energizada: el contacto está abierto
Aplicaciones típicas: circuitos de protección de seguridad, paradas de emergencia.
3. Contacto de conmutación (tipo Z)
Identificación del símbolo: indicado por la letra "Z".
Características estructurales:
Contiene 3 contactos: 1 contacto móvil y 2 contactos estáticos.
Formar dos pares de contactos
Características de funcionamiento:
Cuando la bobina no está energizada, el contacto móvil se cierra a uno de los contactos estáticos y se desconecta del otro.
Cuando la bobina está energizada, la posición del contacto móvil se cambia para cambiar el estado de conexión.
Aplicaciones típicas: control de conmutación de circuitos, control de avance y retroceso del motor.
Función de relé de carga automática
1. Gestión de carga inteligente y control preciso de encendido y apagado
El relé de carga automática juega un papel clave en el campo del control de potencia, y su excelente rendimiento de encendido y apagado proporciona una sólida garantía para la seguridad de la carga. Tomando como ejemplo la pila de carga de vehículos eléctricos, el sistema de relés puede
Control preciso: logre una respuesta de un millón de segundos para garantizar un encendido estable cuando se inicia la carga.
Desconexión segura: Desconexión fiable del circuito cuando se completa la carga o en condiciones anormales.
Cambio de modo: Cambio inteligente de los modos de carga rápida/lenta según las instrucciones de control, compatible con funciones avanzadas como la reserva de carga.
Optimización de la eficiencia: mejore significativamente la eficiencia de la utilización de la energía mediante el ajuste dinámico de los parámetros de carga.
2. Múltiples mecanismos de protección de circuitos
El moderno relé de carga automática integra una gama completa de funciones de protección, construyendo múltiples barreras de seguridad para el sistema de carga:
Función de protección principal:
Protección contra sobrecorriente: control en tiempo real de la corriente, más allá del umbral de seguridad, se corta inmediatamente
Protección contra sobretensiones: desconexión automática en caso de tensión de red anormal
Protección contra fallas de energía: Responder a fallas de energía repentinas para garantizar la seguridad del equipo
Monitoreo de temperatura: evite daños en el equipo causados por sobrecalentamiento
Ventaja de protección:
Tiempo de respuesta <20 ms, superando con creces los interruptores mecánicos
Parámetros de protección programables, adaptándose a las diferentes necesidades de los equipos
Función de autodiagnóstico de fallas, mejora la eficiencia del mantenimiento
3. Sistema inteligente de monitoreo y control remoto
Como componente central del sistema de carga inteligente, el relé de carga automática tiene una fuerte capacidad de interacción de datos:
Función de monitoreo:
Recopilación en tiempo real de parámetros clave como corriente de carga, voltaje, temperatura, etc.
Precisión de muestreo de datos de ± 0,5%, para garantizar la precisión del monitoreo
Alarma instantánea por estado anormal, soportando un mecanismo de aviso jerárquico.
Características de control:
Admite 4G / 5G / WiFi y otros protocolos de comunicación.
Se pueden realizar operaciones de arranque/parada remotas, cambio de modo y otras.
Coopere con la plataforma en la nube para realizar la gestión del clúster de pilas de carga.
Interfaz API abierta para la integración de sistemas
A través de estas tres funciones principales, el relé de carga automática no solo garantiza la seguridad y confiabilidad del proceso de carga, sino que también promueve el desarrollo de la infraestructura de carga en la dirección de la inteligencia y la red, y proporciona soporte técnico clave para la gestión de la energía en la nueva era energética.
Principio de funcionamiento del relé de carga automática
El relé de carga automática es un tipo de dispositivo de control inteligente basado en principios electromagnéticos, y su función principal es realizar el control automático de encendido y apagado del circuito de carga. El siguiente es su principio de funcionamiento detallado:
1.Fase de puesta en marcha de la carga
Cuándo comienza el proceso de carga
El sistema de control aplica un voltaje de trabajo a la bobina electromagnética del relé, que genera un fuerte campo electromagnético después de ser energizado. La fuerza electromagnética supera la resistencia del resorte y atrae la armadura para que actúe, y los contactos móviles y estáticos se cierran de manera confiable para formar el circuito de carga.
2. Etapa de retención de carga
En el proceso normal de carga
La bobina electromagnética se energiza continuamente para mantener el campo magnético, y los contactos se mantienen cerrados para garantizar una transmisión de corriente estable y el sistema de control monitorea los parámetros de carga (voltaje, corriente, temperatura, etc.) en tiempo real.
3. Etapa de terminación de carga
Cuando se detecta la señal de finalización de la carga
El sistema de control corta la fuente de alimentación a la bobina electromagnética, el campo electromagnético desaparece rápidamente, el mecanismo de resorte empuja la armadura para que se reinicie, el contacto móvil y el contacto estático se separan rápidamente y el circuito se desconecta por completo.
Este control inteligente de encendido y apagado no solo garantiza la seguridad y fiabilidad del proceso de carga, sino que también prolonga eficazmente la vida útil de la batería, que es un componente clave indispensable en los equipos de carga modernos.
Ventajas y desventajas de los relés de carga automática
1. Ventajas
Control automático: puede detectar automáticamente el estado de la batería y cortar el circuito de carga, reduciendo la intervención manual.
Protección de la batería: evite la sobrecarga y la descarga excesiva, prolongue la vida útil de la batería.
Seguro y fiable: reduzca los accidentes de seguridad causados por una carga incorrecta.
2. Desventajas
Mayor costo: En comparación con los cargadores ordinarios, los relés de carga automática aumentan la complejidad y el costo del sistema.
Mantenimiento complejo: requiere una inspección y mantenimiento regulares del relé y su sistema de control.
? Aplicación de relés de carga automática en placas de circuito impreso
1. Ampliación del rango de control
El relé de carga automática puede controlar la señal de datos a través de múltiples puntos de contacto, para garantizar un cierto valor, puede presionar el grupo de punto de contacto de diferentes métodos, además de reemplazar, abrir y cerrar, conectando múltiples circuitos.
2. Aumentar la capacidad de carga
El relé de carga automática puede usar una cantidad muy pequeña de control, controlar un circuito de alimentación de salida grande. Por ejemplo, los relés diestros y los relés intermedios pueden controlar circuitos de suministro de alta potencia con una pequeña cantidad de control.
3. Señal de datos integrada
Cuando se ingresan múltiples señales de datos de control a un relé de bobinado múltiple de la manera requerida, puede someterse a un procesamiento de tipo integrado comparativo para garantizar el efecto de control deseado.
Control de automatización: Los relés de carga automática se pueden formar con otros productos eléctricos para operar líneas de control de programa para el control de automatización. Por ejemplo, los relés de los equipos de protección se pueden combinar con otros productos eléctricos para formar una línea de control de programa de operación para la operación de control automatizada.
? Relé de carga automática en consideraciones de diseño de PCB
1.Seleccione el modelo de relé correcto
Seleccione el módulo de relé de 5 V adecuado de acuerdo con la capacidad de carga, el tiempo de respuesta y la vida útil, etc. Los módulos de relé de 5 V son ampliamente utilizados en control de automatización, hogar inteligente, línea de producción industrial y otros campos debido a su voltaje moderado y compatibilidad directa con la mayoría de los microcontroladores.
2.Design el circuito de control del relé
El circuito de control de un relé implica la entrada, el procesamiento y la salida de la señal. El lado de entrada puede recibir señales de varios dispositivos de control, como la salida GPIO del microcontrolador, señales de sensores, etc. A continuación, las salidas se conectan al circuito de carga que se está controlando. El terminal de control suele formar parte de la bobina del relé. Cuando el terminal de control es impulsado por un voltaje apropiado, la bobina genera un campo magnético, que a su vez hace que el relé funcione.
3. Optimice el diseño de la bobina del solenoide
La bobina del solenoide es uno de los componentes principales del relé, y su diseño debe garantizar que la fuerza electromagnética generada por la bobina cuando se energiza sea suficiente para impulsar la estructura mecánica y minimizar el consumo de energía.
Asegure una conexión eléctrica confiable: en el diseño de PCB, los contactos están conectados a varias partes del circuito a través de orificios en el Placa PCB, una conexión que no solo es conveniente, sino que también proporciona una conexión eléctrica confiable.
Áreas de aplicación del relé de carga automática
1. Vehículos de nueva energía
En los vehículos de nueva energía, el relé de carga automática se utiliza principalmente para controlar la conmutación del paquete de baterías, el motor, el puerto de carga y otros componentes. Específicamente, puede controlar el encendido y apagado del circuito, para realizar las funciones de arranque, aceleración, desaceleración y parada del vehículo. Además, cuando el vehículo se está cargando, el relé de carga automática también puede controlar el interruptor del puerto de carga para garantizar la seguridad y la estabilidad del proceso de carga.
2. Pistola de carga y poste de carga
Los relés también juegan un papel importante en la carga de armas y pilas de carga. Por ejemplo, el relé HF161F de Hongfa es ampliamente utilizado en armas de carga y pilas de carga para controlar el encendido y apagado del circuito. Otro relé Hongfa HF179F se utiliza para controlar el encendido y apagado del circuito para garantizar el funcionamiento seguro del equipo de carga. Además, las pistolas de carga y descarga inteligentes de 3,5/4 kW de Aohi también tienen relés incorporados para proporcionar una variedad de funciones de protección, como protección contra sobretensión y protección contra sobrecorriente.
3. Sistema de generación de energía solar
En un sistema de energía solar, el relé de carga automática puede controlar el interruptor del panel solar y proteger el circuito para evitar que el panel se dañe por demasiada o muy poca corriente. Al mismo tiempo, el relé también se puede utilizar junto con el controlador solar para realizar la gestión inteligente del sistema de generación de energía solar.
Preguntas frecuentes sobre los relés de carga automática
1.El relé no se acopla (no funciona)
Posibles causas:
Voltaje de suministro insuficiente (el voltaje de la bobina no coincide).
Falla de la señal de control (por ejemplo, el microcontrolador no emite una señal).
La bobina del relé está rota o envejecida.
Mal contacto con el cable (p. ej., terminales sueltos, oxidación).
Solución:
Compruebe si la tensión nominal de la bobina coincide con la entrada (por ejemplo, 12 V/24 V).
Mida la señal de control con un multímetro para ver si es normal.
Pruebe el encendido / apagado de la bobina, es necesario reemplazar la resistencia infinita.
Limpie los terminales y vuelva a apretar los cables de conexión.
2. El relé está activado pero se carga de manera anormal
Posibles causas:
La resistencia de contacto es demasiado alta debido a la ablación por contacto o la oxidación.
La corriente de carga supera la clasificación del relé (por ejemplo, cortocircuito o sobrecarga de la batería).
Error lógico de control de carga (como la detección de voltaje, no se permite).
Solución:
Compruebe si los contactos están ennegrecidos o picados y reemplácelos si es necesario.
Confirme la corriente de carga y seleccione un relé de especificación superior (por ejemplo, 30 A en lugar de 10 A).
Verifique la configuración del sensor de voltaje o del controlador de carga.
3.El relé continúa activándose/no se desconecta
Posibles causas:
Señal de control atascada (por ejemplo, error de programa o fallo del circuito del accionamiento de relé).
Los contactos se adhieren (la alta corriente conduce a la soldadura por fusión).
Estructura mecánica atascada (polvo o desgaste).
Solución:
Desconecte la señal de control y observe si se libera; compruebe el transistor de la unidad / MOSFET.
Reemplace el relé y solucione la causa de la sobrecorriente (por ejemplo, batería inversa).
Limpie o reemplace las piezas mecánicas.
4. Calentamiento severo del relé
Posibles causas:
Aumento de la resistencia debido a un mal contacto.
Operación de sobrecarga prolongada.
Malas condiciones de disipación de calor (por ejemplo, espacio confinado).
Solución:
Mida la caída de voltaje de contacto y reemplácela cuando esté anormalmente caliente.
Aumente el margen de corriente del relé (por ejemplo, use relés de grado automotriz).
Mejore la ventilación o instale un disipador de calor.
5. Quemado de la bobina
Posibles causas:
El voltaje de entrada es demasiado alto (por ejemplo, 24 V conectados por error a la bobina de 12 V).
Cortocircuito de la bobina (aislamiento roto).
Sobrecalentamiento debido a cambios frecuentes.
Solución:
Verifique la especificación de voltaje y agregue un circuito de protección contra sobrevoltaje (por ejemplo, diodo regulador de voltaje).
Reemplace el relé y verifique el aislamiento del cableado.
Reduzca la frecuencia de conmutación o seleccione un relé de estado sólido (SSR).
6. Ruido o vibración
Posibles causas:
Fluctuación del voltaje de la bobina (por ejemplo, señal PWM inestable).
La instalación no es segura.
Relé de CA utilizado para el escenario de CC (o viceversa).
Solución:
Asegúrese de que el voltaje sea suave y agregue condensadores de filtro si es necesario.
Refuerce el soporte de montaje o utilice almohadillas antivibración.
Seleccione un relé específico de CC (bobina de CC).
7. Mal funcionamiento (encendido y apagado aleatorio)
Posibles causas:
Interferencia electromagnética (por ejemplo, motor cercano, inversor).
Interferencia de la señal de control (por ejemplo, cables largos no blindados).
La alta humedad ambiental provoca fugas.
Solución:
Conecte la bobina del relé en paralelo con un diodo continuo de corriente.
Utilice cables blindados y manténgalos alejados de fuentes de interferencia.
Seleccione el modelo a prueba de humedad o haga un tratamiento a prueba de triples.