定义线圈驱动电路的设计标准和继电器线圈的选择
简介
继电器和连接器线圈通常使用铜线缠绕，铜线温度系数为正，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。
此类器件中的磁场强度直接取决于线圈内的安培匝数 (AT)（即导线的匝数乘以流经该导线的电流）。在电压固定的情况下升高温度将导致 AT 降低，因此磁场强度降低。为了使继电器或接触器能够随时间的推移而可靠地运行并保持，在最严苛的温度、线圈电阻、绕组容差和电源电压容差条件下也必须始终保持足够的 AT。否则，继电器将完全无法运行，以低接触力轻柔运行，或意外退出（释放）。所有这些都不利于实现良好的继电器性能。
由于线圈上的导线“匝数”通常不在数据手册中指定，因此所有校正都必须根据已指定或可测量的温度、电阻和电压进行计算。
下面列出了更多详细信息，定义了线圈驱动电路的重要设计标准和继电器线圈选择、过程的分步指南以及一些有用的公式。另请参阅应用说明 “适当的线圈驱动对提高继电器和接触器性能至关重要”。
分析
适当的线圈驱动对正常继电器运行和负载/寿命性能至关重要。为了让继电器（或接触器）正常运行，必须确认线圈已正确驱动，以便在应用过程中随时间推移可能遇到的所有情况下，触点都能正确闭合并保持闭合状态，电枢完全固定并保持固定状态。
继电器是电磁体，运行继电器的磁场的强度是安培匝数 (AT) 的函数。由于“匝数”一旦绕好便无法改变，因此唯一的应用变量是线圈电流。
直流线圈电流完全由施加的电压和线圈电阻决定。如果电压降低或电阻增加，线圈电流将会降低，从而导致线圈中 AT 更低，磁力更小。
交流线圈电流同样受到施加的电压和线圈阻抗的影响，但阻抗 (Z) 定义为 Z=sqrt(R2 + XL2 )，因此仅更改线圈电阻对交流线圈的直接影响就比直流线圈小一些。
当电源随时间变化时，施加的线圈电压也会发生变化。控制设计人员必须定义必须进行控制的输入电压范围（通常为标称值的 +10%/-20%），然后在控制设计中进行补偿，以确保在该电压范围内正常运行。
同样，线圈电阻在室温下会有一个制造公差（通常为 +/-5% 或 +/-10%）- 但导线的电阻也有一个正的温度系数，因此线圈电阻会随着导线温度的升高而增加，或者随着导线温度降低而降低。有用的公式如下：
温度对线圈电阻的影响
线圈电阻随温度而发生变化：Rf = Ri((Tf + 234.5) / (Ti + 234.5))（图形如下：）
线圈电阻系数与线圈温度对照图
（基于 20 摄氏度 = 1，使用铜线）
线圈温度（摄氏度）
* 针对温度变化校正了工作电压
Vf = Vo(Rf/Ri)
* 通过“电阻变化”方法确定实际线圈温度
Tf = Ti + Rf/Ri(k+Tri) – (k+Trt) [对于铜线，k = 234.5]
使用上述公式和基本代数，可以：
- 计算电阻随温度的预期变化
（确保不仅包括环境温度，还包括线圈内的自加热效应以及由于内部承载元件导致的加热）。
- 计算工作电压的预期变化
- 计算实际线圈温度的增加 - 因此计算不同条件下的线圈电阻（即 - 未通电情况下的房间环境温度、无负载到线圈通电情况下升高的环境温度以及触点满载）。
上述公式的命名法定义：
- Ri = 初始线圈温度时的线圈电阻
- Rf = 最终线圈温度时的线圈电阻
- Ti = 初始线圈温度
- Tf = 最终线圈温度
- Tri = 测试开始时的环境温度
- Trt = 测试结束时的环境温度
- Vo = 原始“工作”电压
- Vf = 最终工作电压（已针对线圈温度变化进行校正）。
“环境”温度是指继电器附近的温度，它不同于包含继电器的总成或外壳附近的温度。
同样，“初始线圈温度”和“初始环境温度”在测试开始时可能并不完全相同，除非已经过去了足够的时间让这两个温度稳定下来。
由于线圈和其他元件都有热质量，因此在记录测量值之前，必须留出足够的时间让所有温度稳定下来。
在情况最坏时校正直流线圈电压
（注意：除非另有说明，始终假定直流线圈继电器由过滤良好的直流供电 - 而不是未经过滤的半波或全波。此外，假定数据手册中的信息（如线圈电阻）在室温下指定（约 23°C，除非另有说明）。
情况最坏的继电器工作条件是在最高接触电流负载下，在最高工作环境温度下处于最低电源电压和最大线圈电阻。
然后，设计人员应校正输入电压，以便针对线圈电阻增加和 AT 降低做出调整，从而在最坏的情况下仍有足够的 AT 来操作继电器并完全固定电枢。这可以确保将全部力量施加到触点上。如果触点闭合，但电枢未固定，则接触力将较低，因此触点在施加高电流时会过热且容易出现点焊。
由于来自线圈和触点上负载的内部加热不容易计算，因此开始这项计算的最准确方法是采取相同类型和额定线圈电压的样品继电器，然后按照以下步骤操作：
- 在室温下测量线圈电阻“Ri”，并记录室温参数“Ti”和“Tri”供以后使用。
- 将触点加载到最大电流，并向线圈施加标称电压。
- 等到线圈温度稳定（即线圈电阻停止变化），然后测量“热”线圈电阻“Rf”。然后，这将告诉线圈中由于线圈和接触电流而导致“温度上升”多少。另外，测量环境温度的任何变化，并将其记录为“Trt”值供以后使用。
- 接下来，将室温和最大预期环境温度之间的差值添加到上面加载的线圈电阻中。使用“Rf”公式或图表，校正上面因为增加的环境温度而测量的“热”线圈电阻。它将成为更正后的“Rf”值。
- 使用前面的公式“Vf = Vo(Rf/Ri)”，使用数据手册中提供的最小工作电压计算“Vf”的新值。（即直流线圈的标称线圈电压减去数据手册中提供的最小工作电压（通常为标称电压的 80%）的负容差）。
- 这提供了在最差工作条件下正常运行所必须施加到继电器线圈的最小电压。
交流线圈校正
- 注意：交流线圈的校正方式同样，同时记住电阻 (R) 的变化通过公式 Z=sqrt(R2 + XL 2) 而不是线性影响交流线圈阻抗，因此对线圈电流以及因此对 AT 的影响同样也是非线性的。请参考 TE 应用说明“适当的线圈驱动对提高继电器和接触器性能至关重要”中标题为“交流线圈继电器和接触器的特性”的段落。
结论
如果施加的电压范围和可用线圈值的可接受组合与应用所需的环境温度范围不兼容，请咨询 TE 产品工程部寻求帮助。
免责声明
TE 已尽可能做出合理努力来确认本文所列信息的准确性，但 TE 不保证其中没有错误，也不做任何其他声明、担保或保证来说明这些信息准确、可靠或最新。TE 明确否认所有关于本文所含明示、暗示或法定信息的保证，包括任何针对某一特定目的的适销性或适合度的默示保证。在任何情况下，TE 都不会对因收件人使用信息而产生或与之相关的任何直接、间接、偶然、特殊或间接损害负责。
定义线圈驱动电路的设计标准和继电器线圈的选择
简介
继电器和连接器线圈通常使用铜线缠绕，铜线温度系数为正，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。
此类器件中的磁场强度直接取决于线圈内的安培匝数 (AT)（即导线的匝数乘以流经该导线的电流）。在电压固定的情况下升高温度将导致 AT 降低，因此磁场强度降低。为了使继电器或接触器能够随时间的推移而可靠地运行并保持，在最严苛的温度、线圈电阻、绕组容差和电源电压容差条件下也必须始终保持足够的 AT。否则，继电器将完全无法运行，以低接触力轻柔运行，或意外退出（释放）。所有这些都不利于实现良好的继电器性能。
由于线圈上的导线“匝数”通常不在数据手册中指定，因此所有校正都必须根据已指定或可测量的温度、电阻和电压进行计算。
下面列出了更多详细信息，定义了线圈驱动电路的重要设计标准和继电器线圈选择、过程的分步指南以及一些有用的公式。另请参阅应用说明 “适当的线圈驱动对提高继电器和接触器性能至关重要”。
分析
适当的线圈驱动对正常继电器运行和负载/寿命性能至关重要。为了让继电器（或接触器）正常运行，必须确认线圈已正确驱动，以便在应用过程中随时间推移可能遇到的所有情况下，触点都能正确闭合并保持闭合状态，电枢完全固定并保持固定状态。
继电器是电磁体，运行继电器的磁场的强度是安培匝数 (AT) 的函数。由于“匝数”一旦绕好便无法改变，因此唯一的应用变量是线圈电流。
直流线圈电流完全由施加的电压和线圈电阻决定。如果电压降低或电阻增加，线圈电流将会降低，从而导致线圈中 AT 更低，磁力更小。
交流线圈电流同样受到施加的电压和线圈阻抗的影响，但阻抗 (Z) 定义为 Z=sqrt(R2 + XL2 )，因此仅更改线圈电阻对交流线圈的直接影响就比直流线圈小一些。
当电源随时间变化时，施加的线圈电压也会发生变化。控制设计人员必须定义必须进行控制的输入电压范围（通常为标称值的 +10%/-20%），然后在控制设计中进行补偿，以确保在该电压范围内正常运行。
同样，线圈电阻在室温下会有一个制造公差（通常为 +/-5% 或 +/-10%）- 但导线的电阻也有一个正的温度系数，因此线圈电阻会随着导线温度的升高而增加，或者随着导线温度降低而降低。有用的公式如下：
温度对线圈电阻的影响
线圈电阻随温度而发生变化：Rf = Ri((Tf + 234.5) / (Ti + 234.5))（图形如下：）
线圈电阻系数与线圈温度对照图
（基于 20 摄氏度 = 1，使用铜线）
线圈温度（摄氏度）
* 针对温度变化校正了工作电压
Vf = Vo(Rf/Ri)
* 通过“电阻变化”方法确定实际线圈温度
Tf = Ti + Rf/Ri(k+Tri) – (k+Trt) [对于铜线，k = 234.5]
使用上述公式和基本代数，可以：
- 计算电阻随温度的预期变化
（确保不仅包括环境温度，还包括线圈内的自加热效应以及由于内部承载元件导致的加热）。
- 计算工作电压的预期变化
- 计算实际线圈温度的增加 - 因此计算不同条件下的线圈电阻（即 - 未通电情况下的房间环境温度、无负载到线圈通电情况下升高的环境温度以及触点满载）。
上述公式的命名法定义：
- Ri = 初始线圈温度时的线圈电阻
- Rf = 最终线圈温度时的线圈电阻
- Ti = 初始线圈温度
- Tf = 最终线圈温度
- Tri = 测试开始时的环境温度
- Trt = 测试结束时的环境温度
- Vo = 原始“工作”电压
- Vf = 最终工作电压（已针对线圈温度变化进行校正）。
“环境”温度是指继电器附近的温度，它不同于包含继电器的总成或外壳附近的温度。
同样，“初始线圈温度”和“初始环境温度”在测试开始时可能并不完全相同，除非已经过去了足够的时间让这两个温度稳定下来。
由于线圈和其他元件都有热质量，因此在记录测量值之前，必须留出足够的时间让所有温度稳定下来。
在情况最坏时校正直流线圈电压
（注意：除非另有说明，始终假定直流线圈继电器由过滤良好的直流供电 - 而不是未经过滤的半波或全波。此外，假定数据手册中的信息（如线圈电阻）在室温下指定（约 23°C，除非另有说明）。
情况最坏的继电器工作条件是在最高接触电流负载下，在最高工作环境温度下处于最低电源电压和最大线圈电阻。
然后，设计人员应校正输入电压，以便针对线圈电阻增加和 AT 降低做出调整，从而在最坏的情况下仍有足够的 AT 来操作继电器并完全固定电枢。这可以确保将全部力量施加到触点上。如果触点闭合，但电枢未固定，则接触力将较低，因此触点在施加高电流时会过热且容易出现点焊。
由于来自线圈和触点上负载的内部加热不容易计算，因此开始这项计算的最准确方法是采取相同类型和额定线圈电压的样品继电器，然后按照以下步骤操作：
- 在室温下测量线圈电阻“Ri”，并记录室温参数“Ti”和“Tri”供以后使用。
- 将触点加载到最大电流，并向线圈施加标称电压。
- 等到线圈温度稳定（即线圈电阻停止变化），然后测量“热”线圈电阻“Rf”。然后，这将告诉线圈中由于线圈和接触电流而导致“温度上升”多少。另外，测量环境温度的任何变化，并将其记录为“Trt”值供以后使用。
- 接下来，将室温和最大预期环境温度之间的差值添加到上面加载的线圈电阻中。使用“Rf”公式或图表，校正上面因为增加的环境温度而测量的“热”线圈电阻。它将成为更正后的“Rf”值。
- 使用前面的公式“Vf = Vo(Rf/Ri)”，使用数据手册中提供的最小工作电压计算“Vf”的新值。（即直流线圈的标称线圈电压减去数据手册中提供的最小工作电压（通常为标称电压的 80%）的负容差）。
- 这提供了在最差工作条件下正常运行所必须施加到继电器线圈的最小电压。
交流线圈校正
- 注意：交流线圈的校正方式同样，同时记住电阻 (R) 的变化通过公式 Z=sqrt(R2 + XL 2) 而不是线性影响交流线圈阻抗，因此对线圈电流以及因此对 AT 的影响同样也是非线性的。请参考 TE 应用说明“适当的线圈驱动对提高继电器和接触器性能至关重要”中标题为“交流线圈继电器和接触器的特性”的段落。
结论
如果施加的电压范围和可用线圈值的可接受组合与应用所需的环境温度范围不兼容，请咨询 TE 产品工程部寻求帮助。
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