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(chǎn)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(chǎn)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,。
當0.1Uf電容在10V電壓下通過簧片開關(guān)和0.1ohm電阻放電時產(chǎn)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(xiàn)觸點有粘合現(xiàn)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(chǎn)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(guān)電流規(guī)格,?!盁帷鼻袚Q時通常觸點會產(chǎn)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(chǎn)生一個硬焊點,。輕一點的沖擊電流會帶來輕微焊接,根據(jù)電流方向,,一個觸點會逐漸產(chǎn)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(jīng)常使用,,即在繼電器完全閉合并且反彈結(jié)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,。
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(guān)時間與反彈次數(shù)是在25C環(huán)境下的數(shù)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(shù),。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(shù)值與實際結(jié)果有不符,。然而,如果在大負載電流時,,有自加熱產(chǎn)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,。