继电器技术应用说明

此应用说明用于应对不正确的继电器线圈抑制导致的多个应用问题。典型症状是开关具有高浪涌电流的电感负载或电光负载时常开端子的随机“粘性”焊接。

汽车应用可分类为电阻负载、电容负载和电感负载。电阻负载的电流曲线是由负载电压和负载电阻指定的。电容负载具有高浪涌电流和低恒定电流。电灯应计入电容负载，因为冷灯丝的电阻明显比热灯丝更低。电感负载的特点是电流呈指数级增长，而且有明显的切断电弧，由负载磁路退磁引起。电源继电器（箝位继电器）可以切换或输入不同负载。

零交越失真固态继电器可能是开启变压器或高电感负载最糟糕的方法。Evidence1 显示零交越失真开启此类负载可能导致 10 到 40 倍恒定状态电流的浪涌电流，而峰值电压开启产生很小甚至不产生浪涌电流。

此应用说明针对与对电磁继电器线圈去激励时使用的方法相关的问题，特别是在使用固态开关时，以及它们是如何影响继电器寿命的。

继电器和连接器线圈通常使用铜线缠绕，铜线温度系统为正，如下面的公式和图表所示。大多数线圈还有相对固定的电压供电。因此，假定电压保持稳定，提高温度将导致线圈电阻增加，线圈电流减小。

"什么是电弧？电弧是如何产生的？怎么才能熄灭？电弧对继电器触点寿命有什么影响？ 这些是这里将讨论的一些问题。希望您能够更好地理解如何尽可能延长继电器触点寿命。 但首先，我们花一点时间来定义几个我们将要用到的术语。 首先是“收缩面”，指接触表面要吸合的第一个极小区域，以及要断开的最后一个点。 第二个是“熔化电压”，指存在于收缩面上足以使其上的接触材料熔化的电压量。 第三个是“弧电压”，指存在于由小间隙隔开的触点上并将导致放电穿过间隙的电压量。 最后是“弧电流”，指刚好维持弧电压放电引起的电弧所需的电量。 请记住这些术语，接下来，我们将带您进入继电器触点世界—一个相当严酷的环境。我们从微观角度来看看触点电弧的影响。 如您所知，触点电弧的最终结果是缩短了触点寿命。根据电弧的严重程度和持续时间，每次电弧点燃时，都会出现触点腐蚀。这种腐蚀会导致触点材料损耗，从而导致出现两种情况之一。"

（注意：仅适用于直流线圈开关交流负载） 白炽灯、电感负载（如电机和螺线管）、电容负载（如电子镇流器和开关式电源等）在加电时可以表现出非常大的初始浪涌电流。最大可达到 10X 稳定状态电流或更大，尤其麻烦的是电压正弦波峰值附近随机发生的端子闭合。这种过大的浪涌电流经常会导致端子焊接。此类应用的继电器通常需要超大尺寸，或经过特别设计，与相对适中的稳态电流相比可以处理大浪涌电流。这通常会导致额外的控制成本和更大的占地面积。

我们经常会希望降低总功耗和减少加热。要实现此目的，一种方法是降低继电器线圈功耗。下面是用于对直流线圈继电器实现此目的的两种方法。不过，必须注意，通过任何方法降低线圈功耗都会降低继电器保持继电器衔铁固定的能力，从而降低继电器的抗振性。

继电器用户经常希望知道他们所使用的继电器线圈的电感，以便确定去激励时线圈释放的能量。

不正确处理和安装印刷电路板继电器会改变继电器的运行特性，导致继电器过早出现故障。此外，建议的导体宽度和印刷电路板清洁过程在确保配件提供长期可靠的服务方面起着非常重要的作用。

继电器线圈是铜线在有铁芯的线轴上缠绕多次。当线圈中产生足够大的电压时，线圈和纤芯就会产生磁性，吸引电枢。电枢又控制触点移动。根据导线的总长度及其单位横截面积，线圈会对电流流动表现出一定大小的电阻。

本应用说明中对“继电器”的说明普遍适用于“接触器”。同时，关于“电信类型继电器”有一些地方需要特别说明。通常，接触器和电信继电器对适当线圈驱动的需求相同，但在电信应用中，由于触点负载一般不是问题，所以内部和线圈温度会升高。

"继电器触点有多种金属和合金、尺寸及样式。没有通用的触点。继电器用户应尽可能精确地选择满足特定应用要求的触点材料、额定值和样式。否则可能导致触点问题，甚至缩短触点寿命。 例如，某些触点材料需要电弧来防止硫化、氧化和污染。对干式或低电平电路中的触点使用此类材料会导致触点无法以电气方式闭合电路（即使它们能够以物理方式接通）。这具有欺骗性，触点可能看起来很干净，但事实并非如此。实际上，触点表面有一层非常薄的绝缘硫化、氧化或污染膜。必须去除这层薄膜，才能建立电路连续性，而电弧可以实现这一点。（对于干式和低电平电路，应使用分叉触点。）"

继电器和温度是相互联系的。继电器的运行特性随温度而变化。吸合电压 (VPI) 和线圈电阻 (RC) 的变化最为明显。继电器的线圈绕组是由铜线产生的，因此，线圈电阻随铜的温度系数变化。

除非 TE 工程部特别建议，否则所有密封继电器（具有制造商提供的通风途径）在 PCB 装配和清洁后但在通电使用前都必须通风，以便发布的额定值保持适用。