Термореле KSD-01F у корпусі TO-220

Коли я замовляв багатоканальний тестер акумуляторів, то заодно купив у тому самому магазині ZKEtech і десяток термореле, потрібних мені для керування вентиляторами охолодження потужних електронних навантажень і блоків живлення. Хотів одразу зробити огляд, але потім забув про це, тож сьогодні вирішив виправити цю недоробку.


Замовити подібні термовимикачі хотів давно. У нас у магазинах вони є, але зазвичай коштують приблизно вдвічі дорожче, а тут на тлі замовлення електронного навантаження невелика додаткова вага взагалі була непомітною, тож фактично вони обійшлися в зазначені вище 0.44 долара за штуку. На AliExpress вони теж є, але найчастіше коштують недешево. Щоправда, знайшов лот із безкоштовною доставкою та ціною 0.5 долара, але безкоштовна доставка діє, якщо в замовленні менше ніж 5 шт., далі треба доплачувати або розбивати замовлення.

Були запаковані у звичайний пакет із застібкою, усі 10 штук на місці.


Та, як виявилося, є деякі відмінності, принаймні в нанесенні маркування (спочатку я так думав). У трьох із десяти шрифт маркування трохи менший, а саме маркування розташоване нижче.


Перш ніж перейти власне до основної частини огляду, скажу кілька слів про термовимикачі загалом.
Для початку: вони бувають багатьох видів, і не слід плутати їх із терморозмикачами, які є одноразовими. Термовимикачі, а точніше, реле-термостат або термореле, розраховані на багаторазове вмикання/вимикання.

Випускаються в різному виконанні. З найпоширеніших видів можу показати такі:
1. KSD-301 — великий круглий корпус, кріпиться парою гвинтів і має кріпильні вушка або на самому корпусі, або на окремій притискній шайбі. Розрахований на струм до 10А
2. KSD-9700 — вузький довгастий металевий корпус, крім того, є версія в пластиковому корпусі, притискається спеціальною пластиною. Розрахований на струм до 5А.
3. KSD-01 — корпус ТО-220, кріпиться через отвір у фланці, розрахований на струм до 1.5-2А.

Також є:
KSD-10 — у круглому корпусі.
KSD-2 — пластиковий прямокутний корпус зменшених габаритів
KSD-6 — схожий на KSD-301

Кому цікаво, докладніше тут.


Також термореле бувають двох видів: на замикання (нормально розімкнені) і на розмикання (нормально замкнені). Відповідно, перші під час перегрівання замикають коло, а другі розмикають.


Маркування зазвичай містить назву моделі (нижче на прикладі JUK-31F), температуру в градусах Цельсія та тип (НО або НЗ).


Термореле, які ми оглядаємо, виконані у знайомому багатьом радіоаматорам корпусі ТО-220.
Характеристики з даташита
1. Тип контактів: 1НО або 1НЗ
2. Допустиме навантаження на контакти: 220VAC 1.5A або 24VDC 1.5A
3. Опір ізоляції: ≥50MΩ
4. Опір контактів у замкненому стані ≤ 100 mΩ
5. Напруга пробою: ≥500VAC, зазор у вимкненому стані 0.35mm (імовірно)
6. Маса: < 2g

Для тих, хто не знає, що таке ТО-220, покажу на прикладі звичайного стабілізатора 7805. Фланець термореле трохи тонший, ніж у транзисторів, але товщий, ніж у новомодних стабілізаторів «економ»-версії.


Як я писав, термореле відрізняються шрифтом маркування, але виявилося, що відмінностей набагато більше, тож для ясності я розділю їх на реле з дрібним і великим шрифтом.
1. У реле з дрібним шрифтом біля фланця виступає якийсь компаунд, схожий на епоксидну смолу.
2. Крім того, сам фланець має різну форму; ліворуч — реле з дрібним шрифтом.


До речі, під час уважнішого огляду помітив невеликі щілини між кутами фланця та корпусом. Хоча, загалом, це логічно: у цьому разі маємо справу з механічним компонентом, тому, на відміну від тих самих транзисторів, корпус тут не залитий компаундом, а просто закритий кришечкою.


Тести вирішив почати з перевірки опору контактів. Нагадаю, що заявлено менше ніж 100мОм.
Насправді все було помітно краще, але водночас виявилася ще одна відмінність у поведінці реле з дрібним і великим шрифтом.
У реле з дрібним шрифтом (угорі) опір контактів був вищим, але, крім того, він трохи змінювався залежно від температури. Тобто, наприклад, нагріваємо реле — воно спрацьовує, припиняємо нагрівання — опір становить 18мОм і поступово знижується до 11-13мОм, але потім, у міру охолодження, знову починає зростати.
У реле з великим шрифтом опір найчастіше був нижчим, хоча одне трапилося з вищим опором. Водночас таких помітних коливань опору, як у попередніх, я не спостерігав.


Мабуть, єдине, чим вони не відрізняються, — це те, що в обох контактна група гальванічно ізольована від фланця.


Для подальших тестів я хотів узяти одне реле й перевірити температуру його спрацьовування та гістерезис (різницю між температурою ввімкнення та вимкнення). Для цього прикрутив до радіатора термореле й потужний діод, який у цьому випадку слугував нагрівачем.
Теплова інерція виявилася великою, що значно полегшило зняття показань, але водночас це займало більше часу, ніж якби я нагрівав термореле феном або паяльником.


За орієнтир узяв таблицю, де вказано температуру спрацьовування та вимкнення. Перепрошую за низьку якість — знайшов лише таку.
Для реле на 50 градусів заявлено ввімкнення за 50 +/-5 і вимкнення за 35 +/-5, тобто вмикається за 45-55, вимикається за 30-40.



Для першого тесту термореле вибрав навмання, і це виявилося реле з великим шрифтом.
Оскільки я не знав, яку температуру краще контролювати — корпусу реле чи радіатора біля нього, — вимірював і те, й інше. У результаті отримав:
Ввімкнення 49.6/52.2, вимкнення 31.2/32.8, гістерезис (за середніми температурами) 18.9 градуса.


На цьому можна було б завершити тести, але так уже виходить, що більшість моїх оглядів зрештою перетворюються на дослідження чогось, і цей не став винятком. Загалом вирішив провести другий тест, у якому перевірив реле з дрібним шрифтом, а потім ще одне, і ще одне...
Отримав такі результати:
1-4. Реле з дрібним шрифтом — ввімкнення 42.3/46.6, вимкнення 35.8/37.6, гістерезис (за середніми температурами) 7.8 градуса.
5-8. Реле з дрібним шрифтом — ввімкнення 43.2/46.3, вимкнення 33.6/34.5, гістерезис (за середніми температурами) 10.7 градуса.

Ця ситуація здалася дивною: обидва реле з дрібним шрифтом мали нижчу температуру спрацьовування. Щоб перевірити ще раз, узяв іще одне реле з великим шрифтом
9-12. Реле з великим шрифтом — ввімкнення 47.6/53.1, вимкнення 27.8/28.7, гістерезис (за середніми температурами) 22.1 градуса.


Загалом виявилося, що реле з дрібним шрифтом мають середню температуру спрацьовування 45 градусів, а реле з великим — 50 градусів. При цьому останнє реле показало просто якийсь величезний гістерезис: воно вимкнулося за температури 28 градусів. Така температура в мене вдома влітку буває... Щоправда, є невелике виправдання: оскільки ці реле — механічні пристрої, на температуру вимкнення може впливати вібрація. Наприклад, якщо поруч із реле працює вентилятор, воно, найімовірніше, вимкнеться трохи раніше.

Ось четверо піддослідних у тому самому порядку, що й у тесті.


Найдивніше те, що купував я їх у виробника електронних навантажень, який, судячи з усього, встановлює саме такі реле у свої пристрої. Водночас в електронних навантаженнях вони працюють просто чудово. Нижче — фото термореле, встановлених у чотирьох різних електронних навантаженнях.


Висновки.
Самі по собі реле дуже зручні, працюють, ціна мене влаштувала, але склалося враження, що три екземпляри з дрібним шрифтом розраховані не на 50 градусів, як зазначено, а на 45. Принаймні тести показали саме це, і в електронних навантаженнях ZKEtech встановлені саме реле з дрібним шрифтом.

Та навіть попри це скажу, що термореле мені дуже сподобалися, насамперед завдяки зручному корпусу: їх можна встановити на плату поруч із силовими транзисторами й не морочитися з проводами. До речі, з великими термореле (на кшталт KSD0301) я якось уже мав клопіт: виявилося, що один із двох контактів у них зовсім не паяється. Перевіряв на кількох термореле — схоже, самі контакти виготовлені з різних металів.

На цьому в мене все, сподіваюся, було корисно.