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簧片繼電器獲得最多好處

2016-12-18

  如果合理使用,簧片繼電器是非??煽康钠骷?。觸點被完全密封,不像電磁繼電器的開放式觸點,表面容易氧化或被污染。實際上,繼電器基本被認為是普通器件,很少有人認真對待,所以使得其相對比較易損。本指引將幫助您在設計中最大限度地提高其可靠性。

  觸點損壞

  大電流或大功率沖擊是最具破壞性并且最常見的觸點損壞原因。簧片繼電器有最大電流,電壓及功率規(guī)格。功率指標就是觸點閉合前的電壓與閉合后初始電流的乘積。

  Pickering公司聽到過太多次客戶抱怨說,“我們只在CMOS邏輯板卡上切換5V/50mA”。其實板卡上幾個mF的離散電容充放電效應會帶來很大的沖擊電流。

  不能僅僅靠電源限流來保護繼電器。這種限流需要時間來反應,并且容性負載通常在電源的輸出端。電阻限流是最好的。

  像容性負載充電產生的沖擊電流一樣,電容放電是更大的問題,因為此時限流措施只有簧片觸點與板卡上的線路加起來的電阻。即使電容只充了很低的電壓也能產生幾十安培的沖擊電流,雖然只有幾個mS的時間,但可以對簧片繼電器帶來很大損壞。

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  當0.1Uf電容在10V電壓下通過簧片開關和0.1ohm電阻放電時產生的沖擊電流

  隨著在某些應用中電壓升高,沖擊電流的影響會更大,例如在耐高壓測試后的電纜放電。儲存于電容的能量等于 CV2,即與電壓平方成正比。當電壓從10V提高到1000V時,儲存能量增長10000倍。

  如果你發(fā)現觸點有粘合現象,輕輕拍一下又可以彈開,或者釋放時間變得比預期長,很可能是由于沖擊電流產生的觸點輕微焊接。

  熱 vs 冷切換

  簧片繼電器通常的負載電流規(guī)格大于其“熱”切換的開關電流規(guī)格。“熱”切換時通常觸點會產生拉弧。嚴重的超負載電流會即刻將觸點表面融化焊接,在閉合時產生一個硬焊點。輕一點的沖擊電流會帶來輕微焊接,根據電流方向,一個觸點會逐漸產生凸起,另一個凹坑。最終它們會相互沾在一起。當有感性負載時,觸點開路狀態(tài)也可能有拉弧。應該限制這種反向電動勢,通常在直流負載是用一個二極管,或者交流時用緩沖器或變阻器。

  一個減少或消除這些問題的方案是“冷”切換。這在測試儀表領域經常使用,即在繼電器完全閉合并且反彈結束后再加載。同理,觸點完全斷開后再撤掉負載。這樣處理后將沒有拉弧或沖擊電流,繼電器壽命達到最大,通常有十億次級別。

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  當要計算線圈通電后多久才可以加載時,重要的一點是需要考慮環(huán)境溫度。規(guī)格書中給出的開關時間與反彈次數是在25C環(huán)境下的數值。當溫度增高時,線圈電阻會以0.4%C增加,這是銅線的電阻溫度系數。電阻增加后會使線圈電流減少磁場強度降低,進而稍微增加閉合時間。一般情況下,Pickering公司的規(guī)格書都比較保守,在環(huán)境溫度85C以下,不會感到規(guī)格書上數值與實際結果有不符。然而,如果在大負載電流時,有自加熱產生,加上接觸電阻(I2R Watts),有必要考慮這些因素,給出稍微長一點的閉合時間,然后加載。


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