Circuits d'impulsions - Commutateur

Un Switch est un appareil qui makes ou breaksun circuit ou un contact. De plus, il peut convertir des données analogiques en données numériques. Les principales exigences d'un interrupteur pour être efficace sont d'être rapide et de commuter sans étincelles. Les pièces essentielles sont un interrupteur et ses circuits associés.

Il ya trois types of Switches. Ils sont -

• Interrupteurs mécaniques
• Commutateurs ou relais électromécaniques
• Commutateurs électroniques

Commutateurs mécaniques

Les commutateurs mécaniques sont les commutateurs de type plus ancien, que nous utilisions précédemment. Mais ils avaient été remplacés par des interrupteurs électromécaniques et plus tard par des interrupteurs électroniques également dans quelques applications, afin de surmonter les inconvénients des premiers.

Les inconvénients des interrupteurs mécaniques sont les suivants -

• Ils ont une forte inertie qui limite la vitesse de fonctionnement.
• Ils produisent des étincelles en rompant le contact.
• Les contacts de commutation sont alourdis pour transporter des courants plus importants.

Les commutateurs mécaniques ressemblent à la figure ci-dessous.

Ces interrupteurs mécaniques ont été remplacés par des interrupteurs ou des relais électromécaniques qui ont une bonne vitesse de fonctionnement et réduisent les étincelles.

Relais

Les interrupteurs électromécaniques sont également appelés Relays. Ces interrupteurs sont partiellement mécaniques et partiellement électroniques ou électriques. Ces derniers sont de plus grande taille que les interrupteurs électroniques et de moindre taille que les interrupteurs mécaniques.

Construction d'un relais

Un relais est fait de telle sorte que l'établissement du contact alimente la charge. Dans le circuit externe, nous avons une alimentation de charge pour la charge et une alimentation de bobine pour contrôler le fonctionnement du relais. En interne, un levier est connecté au joug de fer avec un ressort dur pour maintenir le levier vers le haut. Un solénoïde est connecté à la culasse avec une bobine de fonctionnement enroulée autour de lui. Cette bobine est connectée à l'alimentation de la bobine comme mentionné.

La figure ci-dessous explique la construction et le fonctionnement d'un relais.

Fonctionnement d'un relais

Lorsque le commutateur est fermé, un chemin électrique est établi qui alimente le solénoïde. Le levier est relié par un ressort lourd qui tire le levier et le maintient. Le solénoïde, lorsqu'il est sous tension, tire le levier vers lui, contre la force de traction du ressort. Lorsque le levier est tiré, le contact mobile rencontre le contact fixe afin de connecter le circuit. Ainsi, la connexion du circuit est activée ou établie et la lampe s'allume pour l'indiquer.

Lorsque l'interrupteur est désactivé, le solénoïde ne reçoit aucun courant et se désexcite. Cela laisse le levier sans aucune attraction vers le solénoïde. Le ressort tire le levier vers le haut, ce qui rompt le contact. Ainsi, la connexion du circuit est désactivée.

La figure ci-dessous montre à quoi ressemble un relais pratique.

Voyons maintenant les avantages et les inconvénients d'un interrupteur électromagnétique.

Avantages

• Un relais consomme moins d'énergie, même pour gérer une grande puissance à la charge.
• L'opérateur peut être à une plus grande distance, même pour manipuler des tensions élevées.
• Aucune étincelle lors de l'activation ou de la désactivation.

Désavantages

• Fonctionnement lent
• Les pièces sont sujettes à l'usure

Types de verrous dans les relais

Il existe de nombreux types de relais en fonction de leur mode de fonctionnement, tels que le relais électromagnétique, le relais à semi-conducteurs, le relais thermique, le relais hybride, le relais Reed, etc.

Le relais établit la connexion à l'aide d'un verrou, comme illustré dans la figure suivante.

Il existe quatre types de connexions de verrouillage dans les relais. Ils sont -

• Single Pole Single Throw (SPST) - Ce loquet a un seul pôle et est jeté sur un seul jet pour établir une connexion.

• Single Pole Double Throw (SPDT)- Ce loquet a un pôle unipolaire et un double jet pour établir une connexion. Il a le choix de se connecter avec deux circuits différents pour lesquels deux lancers ont été connectés.

• Double Pole Single Throw (DPST)- Ce loquet a un double pôle et un seul jet pour établir une connexion. N'importe lequel des deux circuits peut choisir d'établir la connexion avec le circuit disponible au jet unique.

• Double Pole Double Throw (DPDT) - Ce loquet a un double pôle et est jeté sur double jet pour faire deux connexions en même temps.

La figure suivante montre la vue schématique des quatre types de connexions de verrouillage.

Commutateur électronique

Le prochain type de commutateur à discuter est le commutateur électronique. Comme mentionné précédemment, le transistor est l'interrupteur électronique le plus utilisé pour sonhigh operating speed et absence of sparking.

L'image suivante montre un circuit électronique pratique conçu pour faire fonctionner le transistor comme un interrupteur.

Un transistor fonctionne comme un interrupteur en condition ON, lorsqu'il est utilisé dans la région de saturation. Il fonctionne comme un interrupteur à l'état OFF, lorsqu'il est utilisé dans la zone de coupure. Il fonctionne comme un amplificateur dans la région linéaire, qui se situe entre le transistor et la coupure. Pour avoir une idée de ces régions de fonctionnement, reportez-vous au chapitre transistors du tutoriel BASIC ELECTRONICS.

Lorsque les conditions extérieures sont si robustes et que les températures sont élevées, un transistor simple et normal ne ferait pas l'affaire. Un appareil spécial nomméSilicon Control Rectifier, simplement SCRest utilisé à ces fins. Ceci sera discuté en détail dans le tutoriel POWER ELECTRONICS.

Avantages d'un interrupteur électronique

Il existe de nombreux avantages d'un interrupteur électronique tels que

• De plus petite taille
• Plus léger en poids
• Opération Sparkles
• Pas de pièces mobiles
• Moins sujette à l'usure
• Fonctionnement moins bruyant
• Fonctionnement plus rapide
• Moins cher que les autres commutateurs
• Moins d'entretien
• Service sans problème grâce à l'état solide

UNE transistorest un interrupteur électronique simple qui a une vitesse de fonctionnement élevée. Il s'agit d'un dispositif à semi-conducteurs et les contacts sont tous simples et par conséquent, les étincelles sont évitées pendant le fonctionnement. Nous discuterons des étapes de l'opération de commutation dans un transistor dans le chapitre suivant.