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电磁继电器的概况

GReq_mcu168 来源:lp 2019-03-18 16:44 次阅读

1、电磁继电器的概况

四两拨千斤,蚍蜉撼大树、以小博大呀:

线圈两端施加一定的电压,线圈产生的磁通通过铁心、轭铁、衔铁、磁路工作气隙组成的磁路,并在工作气隙产生电磁吸力。

当电磁吸力矩能克服动簧的反力矩时,衔铁转动,从而推动触点实现常开触点闭合;当励磁电流减小到一定值时,动簧反力矩大于电磁吸力矩,衔铁回到初始状态,触点断开。

2、继电器本体概况触点材料:汽车负载一般为感性或容性,因此选用银氧化锡,而不用银镍材料。闪光灯负载选用特殊的银氧化锡材料。

动簧材料:一般选用高导电铜合金。静簧材料:一般选用纯铜,少数选用黄铜。漆包线:一般选用H级漆包线,少数选用F级漆包线。塑料:耐温要求较高时选用PA66,耐温要求较低时选用PBT,耐回流焊产品一般选用LCP或PA46。3、触点的概况汽车系统采用的是直流电,直流负载比交流负载难断开,因为交流电存在过零点,触点电弧无法维持燃烧而熄灭,直流电没有过零点,触点开断瞬间,即产生电弧,且由于外加电压持续保持,只有电弧被拉长,不能自持而熄灭。电弧热能会使触点严重烧损,此外,直流电流总是朝一个方向流动,会引起触点材料转移加剧。

下图为银的转移的情况:

触点电流流动特性如下:这也是触点不好设计的原因之一

触点失效分析的图像如下所示:触点被烧蚀

触点是吸合和断开也不像电子元器件那般有较理想的特性,其吸合和断开都是存在反复的。

4、容性负载:灯泡由于车灯冷态电阻很小,接通瞬间的浪涌电流为稳态电流的5-10倍。大的浪涌电流会使触点产生熔焊失效。闪光负载动作频率高、次数多,加剧触点材料转移。例如2X21W闪光灯:

5、感性负载:电机电机负载主要有风机、油泵、雨刮电机等,电机负载在启动时有4倍左右冲击电流,持续时间300ms左右,容易造成触点沾接。

6、感性负载切断瞬时的反向电压电磁铁、喇叭接通瞬间会出现浪涌电流,关断时,产生较高的反向电压,贮存在电磁线圈中的电磁能通过触点间燃弧消耗掉,这将导致触点烧蚀,金属转移、粘接。例如喇叭:

汽车继电器低电平一般指触点转换电流为100mA左右(如194灯或继电器线圈)。由于吸附在触点表面的有机物、化合物难以在转换负载时消除,导致触点接触电阻大而不稳定,电流不稳定,触点压降递增,最终失效。

7、抑制措施触点是极易出问题的,因此抑制措施往往也需要施加在触点端的。抑制措施可以使用齐纳二极管、二极管、TVS、电阻。但不可以使用电容

8、线圈端很大篇幅提触点,其实线圈也是很重要的。某继电器的参数如下所示:

有两点提示:1)当线圈内阻不变时,电源电压变小,会导致线圈电流变小比如汽车9V~16V,I=V/R,则低压时电流146mA@9V较193mA@12V时小很多。2)线圈一般是用纯铜漆包线绕制的,随着温度其内阻会变化纯铜的温度系数a=0.0039。当对两个变量进行计算,可以得到继电器线圈电流的极值Imax=f(高压/低压,线圈内阻max/min)。继电器线圈电流过大,对性能来说是好事,但是缺点是发热。电流过大,会导致漆包线温升过高,绝缘层脱落,进而引发线圈短路,然后发生烧毁事件。

9、线圈的驱动电路线圈电流数百mA的电流,一般使用三极管进行驱动。由于三极管的放大倍数在低温时会变小很多,往往三极管放大倍数只能使用到30~50。那么,三极管的b极需要200mA/50=4mA,往往MCU的I/O没有这么大的驱动能力。达林顿三极管的放大倍数大得惊人,可以用弥补上述问题。但是使用达林顿时也需要注意一些事情:除此之外,驱动电流有潜在回路,产生暗电流:

10、PCBlayout

结尾:继续上一篇的蚂蚁和大象的笑话:一大象不小心踩了蚂蚁窝,蚂蚁纷纷涌出,爬到了大象的身上,大象抖抖身子,蚂蚁纷纷掉落,还剩一只蚂蚁在大象脖子上,地下的蚂蚁齐声呐喊:“掐死它!掐死它!”一只蚂蚁终日以捉弄大象为乐,一天远远的看到大象走了过来,就神不知鬼不觉的躲到一棵大树的后面,等到大象走近了,就把左腿伸出来,以迅雷不及掩耳之速将大象绊了一个狗吃屎,然后大笑扬长而去。大象摔伤了,失血过多,住进了医院,蚂蚁觉得很是过意不去,第二天他纠集了大批的兄弟成群结队、人山人海、前扑后继、星罗密布、再接再励、一望无际……护士**就问排头的蚂蚁:“你们来这么多人干嘛啊?”“大象生病了,我们来献血!”

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原文标题:谈继电器使用中的一些参数和特性

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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