Relais non bistables vs relais bistables – Quelle est la différence ?
Quelle est la différence entre les relais non bistables et les relais bistables ?
Un relais non bistable reste activé uniquement tant qu’une alimentation est appliquée à la bobine, tandis qu’un relais bistable conserve son état même après la suppression de l’alimentation. Comme ces deux types de relais fonctionnent différemment, ils excellent dans des scénarios distincts. À mesure que la technologie continue d’évoluer, comprendre la différence entre ces types de relais devient de plus en plus essentiel pour les ingénieurs concepteurs. Étant tous deux importants mais utilisés dans des contextes différents, Same Sky propose les deux types de relais de puissance, et nous souhaitons approfondir les différences fondamentales, les avantages et les inconvénients entre ces deux types, ainsi que les meilleures pratiques de mise en œuvre pour chacun. Vous souhaitez en savoir plus sur les relais ? Consultez nos autres sujets de blog :
- Introduction aux relais de puissance
- Introduction aux relais de signal
- L’importance des relais de puissance dans une conception HVAC fiable et efficace
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Principes fondamentaux des relais
Avant d’approfondir les relais bistables et non bistables, il est important de comprendre les bases de la construction des relais. Nous avons abordé les relais plus en détail dans notre blog Ce qu’il faut savoir sur les relais, mais nous allons brièvement revoir ici leur fonctionnement de base. Un relais électromécanique se compose d’une bobine qui génère un champ magnétique lorsqu’elle est alimentée, d’une armature qui se déplace pour ouvrir ou fermer les contacts, et d’un ressort de rappel qui ramène l’armature à sa position par défaut dans les conceptions non bistables. Les contacts peuvent être configurés selon différentes dispositions, telles que SPST (simple pôle simple contact) ou SPDT (simple pôle double contact).
En tant que dispositifs mécaniques, la commutation n’est pas instantanée et les relais électromécaniques présentent des caractéristiques de temporisation importantes qui influencent les performances. Les principales caractéristiques de temporisation incluent les suivantes :
- Temps d’activation : temps nécessaire aux contacts pour changer d’état après l’alimentation de la bobine.
- Temps de relâchement : temps nécessaire aux contacts pour revenir à leur état par défaut après la suppression de l’alimentation de la bobine.
- Rebond des contacts : série d’événements rapides et brefs d’ouverture/fermeture pendant la commutation nécessitant souvent un circuit anti-rebond.
- Largeur d’impulsion minimale : impulsion de commande la plus courte nécessaire pour commuter ou verrouiller un relais de manière fiable.
Ces paramètres sont encore plus importants dans les systèmes à haute vitesse ou avec des relais bistables.
Que sont les relais non bistables ?
Les relais non bistables, parfois appelés relais monostables, possèdent un seul état stable et nécessitent un courant continu dans la bobine pour rester activés. Lorsque la bobine est désalimentée (c’est-à-dire lorsque le courant cesse de circuler dans la bobine), le ressort de rappel force les contacts à revenir à leur position stable par défaut. Cela rend les relais non bistables idéaux pour les systèmes critiques en matière de sécurité qui doivent revenir à un état sécurisé en cas de perte d’alimentation. Un autre avantage des relais non bistables est que leur circuit de commande est simple et peu coûteux à mettre en œuvre. Cependant, la nécessité d’un courant continu pendant le fonctionnement augmente la consommation d’énergie et l’activation prolongée du relais peut provoquer un échauffement de la bobine, ce qui peut réduire sa durée de vie. Pour découvrir une sélection des différents types disponibles, vous pouvez parcourir la gamme Same Sky de relais de puissance non bistables ainsi que de relais de signal.
Construction de base d’un relais non bistable
Les relais bistables sont également appelés relais à mémoire et se distinguent par le fait qu’ils restent dans leur dernière position commutée même lorsque l’alimentation de la bobine est supprimée. Ils utilisent soit un aimant permanent, soit un verrou mécanique pour maintenir l’armature en position et peuvent être réinitialisés ou commutés à l’aide d’une courte impulsion électrique. Les relais bistables sont avantageux car ils ne nécessitent aucun courant de maintien, ce qui réduit considérablement, voire élimine, la consommation d’énergie en veille. Comme la bobine n’est utilisée que pendant de très courtes périodes, elle est moins soumise à la chaleur, ce qui réduit la dégradation thermique. Enfin, comme les relais bistables conservent leur dernier état même en cas de coupure d’alimentation, ils peuvent être très utiles dans les systèmes où le maintien de l’état opérationnel est important. Cependant, il existe toujours des compromis en conception et en ingénierie. Les relais bistables nécessitent des circuits de commande plus complexes que leurs homologues non bistables, avec des circuits d’inversion de polarité pour les versions à simple bobine. Pour les versions utilisant des aimants permanents, ces aimants peuvent être démagnétisés par une surintensité ou désengagés par un choc mécanique excessif, entraînant une défaillance. Pour voir les options disponibles, vous pouvez consulter la sélection Same Sky de relais de puissance bistables.
Que sont les relais bistables ?
Construction de base d’un relais bistable
Quelle est la différence entre les relais bistables à simple bobine et à double bobine ?
Les relais bistables à simple bobine et les relais bistables à double bobine conservent tous deux leur état commuté même après la suppression de l’alimentation de la bobine, mais ils fonctionnent différemment. Avec un relais bistable à simple bobine, une seule bobine est utilisée pour verrouiller et déverrouiller le relais. Un relais bistable à double bobine, en revanche, utilise deux bobines distinctes : l’une pour verrouiller le relais, l’autre pour le déverrouiller. Les deux types de relais bistables maintiennent leur état sans alimentation continue. Cependant, alors qu’un relais à simple bobine nécessite une inversion de polarité pour être réinitialisé, un relais à double bobine utilise une paire de broches distincte pour la réinitialisation. Bien que cela nécessite davantage de broches et une empreinte légèrement plus grande, le circuit est plus simple car il ne nécessite pas d’inversion de polarité.
Comparaison des relais non bistables et bistables
Pour une comparaison rapide, ce tableau illustre les différences entre les relais non bistables et les relais bistables.
Meilleures pratiques pour la mise en œuvre des relais bistables ou non bistables
Même les relais de la plus haute qualité, lorsqu’ils sont utilisés dans la bonne application, nécessitent le respect de bonnes pratiques afin de garantir des performances optimales et une longue durée de vie. Un dimensionnement approprié, un placement réfléchi et une intégration dans des circuits bien conçus peuvent faire la différence entre des années de fonctionnement sans problème et une défaillance prématurée. Bien que l’ensemble des astuces et techniques d’un concepteur expérimenté ne puisse être condensé dans une seule section de cet article, plusieurs pratiques simples apportent des avantages significatifs.
Pour les bobines de relais non bistables utilisant du courant continu, l’une des étapes les plus importantes consiste à utiliser une diode de roue libre en parallèle de la bobine. Ce composant simple supprime les pics de tension générés lorsque la bobine est désalimentée, protégeant ainsi l’électronique de commande et les circuits environnants contre les dommages. En outre, la réduction des courants d’appel peut également protéger le relais, ses contacts et les composants en amont du chemin d’alimentation, améliorant ainsi la fiabilité globale. Cela est particulièrement important lors de la commutation de charges capacitives ou inductives, qui peuvent entraîner d’importants courants d’appel lors de la mise sous tension.
Pour les relais bistables, le principal domaine d’amélioration réside dans le contrôle précis de l’activation. L’utilisation d’un circuit intégré de commande dédié ou d’un pont en H simplifie l’inversion de polarité pour les conceptions à simple bobine et garantit un fonctionnement cohérent. Le contrôle de largeur d’impulsion est également essentiel. Si l’impulsion est trop courte, le relais peut ne pas s’activer. Si elle est trop longue, de l’énergie est gaspillée tandis que la bobine surchauffe inutilement. Dans les applications exigeantes, il est également prudent de prendre en compte la protection contre les vibrations et les chocs, car des perturbations mécaniques peuvent parfois provoquer des commutations involontaires dans les conceptions bistables.
Pour les deux types de relais, il existe également des bonnes pratiques plus générales. Vous devez réduire les caractéristiques nominales des contacts afin d’éviter de pousser le relais à ses limites maximales. Vous devez également assurer une ventilation adéquate ou une gestion thermique appropriée pour gérer l’accumulation de chaleur, tout en veillant à choisir des options étanches dans les environnements poussiéreux ou humides. Grâce à ces quelques mesures, les concepteurs peuvent considérablement améliorer la fiabilité et la longévité des relais non bistables et bistables.
Comment choisir entre les relais non bistables et bistables
Le choix du bon relais commence par la compréhension des besoins de votre application. La tension et le courant de la bobine doivent correspondre à votre source d’alimentation disponible, tandis que les caractéristiques nominales des contacts doivent être adaptées au type de charge. Comme mentionné dans la section Meilleures pratiques, le dimensionnement des relais doit inclure une réduction appropriée des caractéristiques nominales afin de garantir que le relais ne fonctionne pas constamment à sa capacité maximale. La tension de commutation maximale du relais doit également correspondre ou dépasser les exigences de fonctionnement de votre système, tandis que le budget énergétique doit aussi être pris en compte. Les considérations de sécurité et les conditions environnementales doivent influencer votre décision, en sélectionnant des relais possédant les caractéristiques appropriées pour répondre aux exigences de l’application.
Bien qu’il s’agisse des exigences générales pour la sélection des relais, il existe quelques questions spécifiques que vous pouvez vous poser concernant les relais non bistables et bistables :
Conclusion
Le choix entre les relais non bistables et bistables nécessite de trouver un équilibre entre efficacité énergétique, complexité de conception et besoins de l’application. Les relais non bistables offrent un fonctionnement simple et une fonctionnalité de sécurité intégrée, tandis que les relais bistables offrent de faibles consommations d’énergie et une conservation de l’état. Same Sky propose les deux types, garantissant aux ingénieurs et concepteurs de trouver la solution adaptée à leurs défis de conception spécifiques.
Points clés à retenir
- Les relais non bistables nécessitent une alimentation continue de la bobine pour rester activés et reviennent automatiquement à une position par défaut lorsque l’alimentation est supprimée.
- Les relais bistables restent dans leur dernier état commuté sans consommer de courant, réduisant ainsi la consommation en veille et conservant l’état de fonctionnement même en cas de coupure d’alimentation.
- Les relais bistables à simple bobine reposent sur une inversion de polarité pour activer ou réinitialiser le relais, tandis que les relais bistables à double bobine utilisent des broches de commande distinctes pour simplifier le circuit de commande.
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