Réduction du temps de réponse d'un relais à la fermeture

[invite8bc884d8]

Bonjour,

Je suis actuellement étudiant en électronique et je m'attaque à un projet plutôt orienté puissance, domaine dans lequel j'ai moins de compétences.

Je souhaiterais réduire le temps de fermeture d'un relai qui actuellement d'environ 8/9ms à moins de 5ms. Il est commandé par un transistor PNP et un transistor NPN dont les entrées sont inversées (soit les deux transistors sont bloqués, soit ils sont passants).
Les relais utilisés pour l'instant sont des G2RL-2A de Omron. Ils correspondent en tout point à mon application, si ce n'est le temps de fermeture (<15ms selon la datasheet).

Avez-vous une idée des solutions à mettre en place ?

Je pensais jouer sur la commande des relais, car après avoir étudié plusieurs catalogues, dont celui d'Omron, je n'ai pas trouvé de modèles supportant mes spécifications (notamment supporter 125Vdc entre les contacts, et un pouvoir de fermeture de 10A/48V ; 4A/125V) et dont le temps de fermeture est inférieur à 5ms.
Je pense qu'en commandant le relais à une tension supérieure, pendant une courte durée, cela doit réduire le temps de fermeture du relais.

Savez-vous comment il est possible d'appliquer cela ? Quelle tension appliquer, comment ? Pendant combien de temps ?
Enfin, les conséquences éventuelles sur la durée du vie des relais, ou d'autres détériorations dans ses performances ?

Merci à vous,

Damien
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[inviteede7e2b6]

ça ne passera que par un survoltage de la bobine , néfaste à moyen terme...
or la principale qualité d'un relais , c'est sa fiabilité !

envisage alors un relais statique : transistor , thyristor , triac , selon...

[Hubert86]

salut,



Pour ton application es tu obligé d'utiliser des relais, pour la puissance tu peux aussi utiliser des relais statiques, Omron en propose d'ailleurs aussi, et la, ton pbl de vitesse est résolu.

[invite8bc884d8]

Oui, je dois utiliser des relais et mon application est sur carte PCB, je ne crois pas qu'Omron ou un autre fasse des relais statiques qui supportent 10A en fixation sur PCB si ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jack]

ça ne passera que par un survoltage de la bobine , néfaste à moyen terme...

Tant que le courant reste dans la limite, la surtension ne devrait pas affecter la bobine, non?

[antek]

Mettre en série avec le relais une résistance égale et alimenter avec une tension double.
Mais c'est un peu bourrin . . .

Quand on est riche on prend ça :

[inviteede7e2b6]

Oui, je dois utiliser des relais et mon application est sur carte PCB, je ne crois pas qu'Omron ou un autre fasse des relais statiques qui supportent 10A en fixation sur PCB si ?

un bon thyristor , composant un peu oublié...

toutefois , 10A sur un PCB....

[Antoane]

Bonjour,

Transitoirement sur-alimenter la bobine accélère la commutation, mais peut engendrer des rebonds.

Tu n'as pas indiqué clairement pourquoi tu ne voulais pas de solution statique, intégrée ou DIY.

[Hubert86]

HUM des relais statiques tu en trouve qui supportent bien plus que 1OA, 40/50/60A et Omron en fabrique, mais pas qu'eux, Celduc aussi, et d'autre.

[DAT44]

Bonjour,
tu peux alimenter le relais en courant.

[invite8bc884d8]

Je m'excuse mais je ne trouve pas de relais statiques répondant à mes critères. Je ne cherche peut-être pas au bon endroit, pourtant j'ai l'impression... Pouvez-vous m'aiguiller vers un modèle, que je comprenne quoi chercher ?

et je n'ai rien contre une solution par relais statiques, c'est juste que je ne trouve pas.
Merci pour toutes vos réponses

[inviteede7e2b6]

nous , on veut bien..... mais quels sont tes "critères"

[invite8bc884d8]

J'avais déjà énoncé les principaux mais :

Tension de commande : 5V
Courant bobine : <200mA
Temps d’établissement d’un contact : < 5ms
Temps de rebonds : < 1ms
Pouvoir de fermeture : 10A sous 48V 100ms et 4A sous 125V 100ms
Composants RoHS
Tenue diélectrique : 2kV MC, 50Hz, 1 mn
Tenue à la tension de choc (1,2/50us): 5kV MC
Tension max des contacts : 125 VDC

Le G2RL-2A DC05 répond à ces critères par exemple (sauf pour les 5ms), c'est la solution utilisée actuellement (et qui fonctionne).

Ceux-ci s'appliquaient pour un relais électro-mécanique, je ne sais pas si ils sont tous applicables sur un relais statique.

[inviteede7e2b6]

courant continu ou alternatif ?

quel est le contexte ?

quelle est la charge ?

[polo974]

ce que tu donnes, ce sont les caractéristiques de ton relais, pas tes besoins...

[invite8bc884d8]

5 VDC pour la bobine, les contacts doivent fonctionner à 48VDC ou 125VDC.

C'est pour une carte de sorties TOR, une FPGA commande les transistors qui commandent eux-mêmes les relais.

Je ne sais pas grand chose sur la charge si ce n'est qu'elle peut aller jusqu'à 10A.

et Si, c'est mon besoin. Forcément ce relais y répond en partie, je l'ai choisi pour cela... Mais il ne répond pas à tout, comme pour le temps de fermeture.

[inviteede7e2b6]

savoir si la charge est inductive ou non serait utile.

si c'est pour du DC , on oublie le thyristor (délicat à désamorcer, quoi que...)

et on envisage l'IGBT

[Hubert86]

125VDC oulala, regarde chez Radio Spares ou RS tu devrai trouver des relais statiques qui vont bien, j'en ai vu 60vdc et 100vdc avec des ampérages fort conséquent, j'ai pas tout regardé y en a une grande quantité. Tu n'auras pas de pbl de vitesse, la commande de la plupart de ces statiques entre 3 et 24vdc. De plus beaucoup ont le radiateur intégré, mais pour l'ampérage ne sois pas trop limite, prend le modèle au dessus.

[inviteede7e2b6]

sil te plait camarade INTENSITÉ

ampérage , ça fait un peu bricolo du coin

[Hubert86]

Regarde les relais Finder, une nouvelle gamme, ils sont donnés a 3ms. Bah on va pas tout lui faire, pour trouver tout ce que je dis, il m'a fallu, 3 mn et encore.

[DAT44]

Bonjour,
tu dispose d' une alim 12V (ou plus) qui supporte les 80 mA du relais ?

[invite8bc884d8]

Je te crois pour les 3 mn . Moi en revanche il m'en faut un peu plus désolé, puis c'est pas ce que je cherche : il me faut les 125VDC, pas 60 ou 100...

J'ai beau continué de chercher sur RS et je n'en trouve pas.

Pour ce qui est de Finder, Je ne trouve pas de relais qui se ferment en 3ms, peux tu être plus précis ?
Je ne demande pas qu'on me fasse tout, j'ai passé plusieurs heures à chercher des relais et je n'en ai pas trouvé, c'est pour cela que je pensais plutôt agir sur la commande.
Ou bien du coup utiliser un IGBT, je ne sais pas du tout comment cela fonctionne mais je vais me renseigner.

Enfin, j'ai du 3.3V et 5V qui arrivent sur la carte, pas de 12V, qui supporte les 80mA oui.

[Antoane]

Bonjour,

L'IGBT s'utilise en haute tension, pas à 40 ou 125 V, les pertes en conduction sont trop grandes. Dans cette gamme de tension, en commutation dc, on utilise un mosfet.

Si tu ne trouves pas de relaie mécanique ou statique "tout fait" correspondant à ton besoin, tu peux le faire en composants discrets, avec un opto-coupleur et un transistor de commande (et, éventuellement, deux ou trois protections autour).
Il existe des drivers de MOS isolés n'exigeant pas d'alim externe, par exemple : http://www.vishay.com/docs/84639/vo1263aa.pdf (une liste : http://www.digikey.fr/product-search...=0&pageSize=25). Temps de commutation de l'ordre de 250µs.

Sinon, il faut un petit circuit fournissant un dizaine de volts au circuit de commande du mosfet (côté HT de l'opto-coupleur). Avantage : moins de pertes par commutation, plus rapide, meilleure immunité aux parasites.

[pierrel26]

Le relais omron proposé ne correspond pas du tout, d'après le datasheet en courant continu il coupe 1A à 50 volts DC et 0.3A à 125V DC.
L'optocoupleur vishay donné par Antoane est une solution mais attention au temps de commutation car il est spécifié avec une charge 1 mohm et 15pf or une entrée de mos c'est plutôt 1000 ou 2000 pf.
Une bonne solution serai un petit convertisser dc/dc 5v/12volt ,il en existe avec 3000volte d'isolation, un opto coupleur et un mos 150 volts 10A reste le problème de la protection peut être un fusible et un mos surdimensionné.
Autrement dans le commerce j'ai pas trouvé grands chose correspondant au spécification.

[invite8bc884d8]

J'ai 16A à 30 VDC moi pour le G2RL -2A, non ?

Merci pour vos réponses, je vais creuser de ce côté là !

[Antoane]

Bonjour,

L'optocoupleur vishay donné par Antoane est une solution mais attention au temps de commutation car il est spécifié avec une charge 1 mohm et 15pf or une entrée de mos c'est plutôt 1000 ou 2000 pf.

Oui oui oui. C'est pourquoi j'ai indiqué un temps de commutation -- assez délirant pour un mosfet -- de 250µs (di40µA-1nF-10V).
Si c'est trop (en particulier eu égard aux pertes par commutation) et qu'on souhaite éviter le DC-DC externe, une autre méthode peut consister à utiliser l'un des opto-coupleurs (il y en a deux dans le boitier que je propose) pour générer une alimentation continue de 10V, qui alimente un driver de mos de faible puissance. Cet opto-coupleur serait alimenté en continu, l'autre serait utiliser pour la commande proprement dite du mosfet. Avec une bonne capa de découplage, on peut obtenir des temps de commutation proches de ce qui se fait de mieux, de l'ordre de la centaine de ns (+ le retard de l'opto).

[pierrel26]

Oui 16A a 30volt mais 1A à 50volt et 0.3A a 125 volt
Regarde sur le datasheet il y a une courbe U/I en ac et dc.
Le problème en courant continu c'est l'arc qui n'est pas rompu comme en AC. Une solution consiste à mettre plus contact en serie
Une bonne idée que c'elle de Antoane. Peut être réduire R4 a 100k ou utilisé un opto standard et le deuxième en parallèle avec le 1ier

[Antoane]

Bonjour,

Une bonne idée que c'elle de Antoane. Peut être réduire R4 a 100k ou utilisé un opto standard et le deuxième en parallèle avec le 1ier

On ne peut conclure sans connaitre les seuils d'entrée du driver et le courant de commande de la led.
Iph>21µA @If=30mA, soit 2V avec 100kOhm, c'est a priori peu pour un niveau haut.

[pierrel26]

Tu a raison peu être 200k et if 40ma le problème c'est de déchargé les photodiodes sur le datasheet c'est donné a 475 µs pour 1mohm et if 20ma.
Mais je pinaille notre ami Kayakiste47 parle de millisecondes

[Hubert86]

Pour les Finder http://www.industrie-mag.com/article4996.html