電磁繼電器的概況

1、電磁繼電器的概況

四兩撥千斤，蚍蜉撼大樹(shù)、以小博大呀：

線圈兩端施加一定的電壓，線圈產(chǎn)生的磁通通過(guò)鐵心、軛鐵、銜鐵、磁路工作氣隙組成的磁路，并在工作氣隙產(chǎn)生電磁吸力。

當(dāng)電磁吸力矩能克服動(dòng)簧的反力矩時(shí)，銜鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；當(dāng)勵(lì)磁電流減小到一定值時(shí)，動(dòng)簧反力矩大于電磁吸力矩，銜鐵回到初始狀態(tài)，觸點(diǎn)斷開(kāi)。

2、繼電器本體概況觸點(diǎn)材料：汽車(chē)負(fù)載一般為感性或容性，因此選用銀氧化錫，而不用銀鎳材料。閃光燈負(fù)載選用特殊的銀氧化錫材料。

動(dòng)簧材料：一般選用高導(dǎo)電銅合金。靜簧材料：一般選用純銅，少數(shù)選用黃銅。漆包線:一般選用H級(jí)漆包線，少數(shù)選用F級(jí)漆包線。塑料:耐溫要求較高時(shí)選用PA66，耐溫要求較低時(shí)選用PBT，耐回流焊產(chǎn)品一般選用LCP或PA46。3、觸點(diǎn)的概況汽車(chē)系統(tǒng)采用的是直流電，直流負(fù)載比交流負(fù)載難斷開(kāi)，因?yàn)榻涣麟姶嬖谶^(guò)零點(diǎn)，觸點(diǎn)電弧無(wú)法維持燃燒而熄滅，直流電沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)，觸點(diǎn)開(kāi)斷瞬間，即產(chǎn)生電弧，且由于外加電壓持續(xù)保持，只有電弧被拉長(zhǎng)，不能自持而熄滅。電弧熱能會(huì)使觸點(diǎn)嚴(yán)重?zé)龘p，此外，直流電流總是朝一個(gè)方向流動(dòng)，會(huì)引起觸點(diǎn)材料轉(zhuǎn)移加劇。

下圖為銀的轉(zhuǎn)移的情況：

觸點(diǎn)電流流動(dòng)特性如下：這也是觸點(diǎn)不好設(shè)計(jì)的原因之一

觸點(diǎn)失效分析的圖像如下所示：觸點(diǎn)被燒蝕

觸點(diǎn)是吸合和斷開(kāi)也不像電子元器件那般有較理想的特性，其吸合和斷開(kāi)都是存在反復(fù)的。

4、容性負(fù)載：燈泡由于車(chē)燈冷態(tài)電阻很小，接通瞬間的浪涌電流為穩(wěn)態(tài)電流的5-10倍。大的浪涌電流會(huì)使觸點(diǎn)產(chǎn)生熔焊失效。閃光負(fù)載動(dòng)作頻率高、次數(shù)多，加劇觸點(diǎn)材料轉(zhuǎn)移。例如2X21W閃光燈：

5、感性負(fù)載：電機(jī)電機(jī)負(fù)載主要有風(fēng)機(jī)、油泵、雨刮電機(jī)等，電機(jī)負(fù)載在啟動(dòng)時(shí)有4倍左右沖擊電流，持續(xù)時(shí)間300ms左右，容易造成觸點(diǎn)沾接。

6、感性負(fù)載切斷瞬時(shí)的反向電壓電磁鐵、喇叭接通瞬間會(huì)出現(xiàn)浪涌電流，關(guān)斷時(shí)，產(chǎn)生較高的反向電壓，貯存在電磁線圈中的電磁能通過(guò)觸點(diǎn)間燃弧消耗掉，這將導(dǎo)致觸點(diǎn)燒蝕，金屬轉(zhuǎn)移、粘接。例如喇叭：

汽車(chē)?yán)^電器低電平一般指觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換電流為100mA左右（如194燈或繼電器線圈）。由于吸附在觸點(diǎn)表面的有機(jī)物、化合物難以在轉(zhuǎn)換負(fù)載時(shí)消除，導(dǎo)致觸點(diǎn)接觸電阻大而不穩(wěn)定，電流不穩(wěn)定，觸點(diǎn)壓降遞增，最終失效。

7、抑制措施觸點(diǎn)是極易出問(wèn)題的，因此抑制措施往往也需要施加在觸點(diǎn)端的。抑制措施可以使用齊納二極管、二極管、TVS、電阻。但不可以使用電容：

8、線圈端很大篇幅提觸點(diǎn)，其實(shí)線圈也是很重要的。某繼電器的參數(shù)如下所示：

有兩點(diǎn)提示：1）當(dāng)線圈內(nèi)阻不變時(shí)，電源電壓變小，會(huì)導(dǎo)致線圈電流變小比如汽車(chē)9V~16V，I=V/R，則低壓時(shí)電流146mA@9V較193mA@12V時(shí)小很多。2）線圈一般是用純銅漆包線繞制的，隨著溫度其內(nèi)阻會(huì)變化純銅的溫度系數(shù)a=0.0039。當(dāng)對(duì)兩個(gè)變量進(jìn)行計(jì)算，可以得到繼電器線圈電流的極值Imax=f(高壓/低壓，線圈內(nèi)阻max/min)。繼電器線圈電流過(guò)大，對(duì)性能來(lái)說(shuō)是好事，但是缺點(diǎn)是發(fā)熱。電流過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致漆包線溫升過(guò)高，絕緣層脫落，進(jìn)而引發(fā)線圈短路，然后發(fā)生燒毀事件。

9、線圈的驅(qū)動(dòng)電路線圈電流數(shù)百mA的電流，一般使用三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于三極管的放大倍數(shù)在低溫時(shí)會(huì)變小很多，往往三極管放大倍數(shù)只能使用到30~50。那么，三極管的b極需要200mA/50=4mA，往往MCU的I/O沒(méi)有這么大的驅(qū)動(dòng)能力。達(dá)林頓三極管的放大倍數(shù)大得驚人，可以用彌補(bǔ)上述問(wèn)題。但是使用達(dá)林頓時(shí)也需要注意一些事情：除此之外，驅(qū)動(dòng)電流有潛在回路，產(chǎn)生暗電流：

10、PCBlayout

結(jié)尾：繼續(xù)上一篇的螞蟻和大象的笑話：一大象不小心踩了螞蟻窩，螞蟻紛紛涌出，爬到了大象的身上，大象抖抖身子，螞蟻紛紛掉落，還剩一只螞蟻在大象脖子上，地下的螞蟻齊聲吶喊：“掐死它！掐死它！”一只螞蟻終日以捉弄大象為樂(lè)，一天遠(yuǎn)遠(yuǎn)的看到大象走了過(guò)來(lái)，就神不知鬼不覺(jué)的躲到一棵大樹(shù)的后面，等到大象走近了，就把左腿伸出來(lái)，以迅雷不及掩耳之速將大象絆了一個(gè)狗吃屎，然后大笑揚(yáng)長(zhǎng)而去。大象摔傷了，失血過(guò)多，住進(jìn)了醫(yī)院，螞蟻覺(jué)得很是過(guò)意不去，第二天他糾集了大批的兄弟成群結(jié)隊(duì)、人山人海、前撲后繼、星羅密布、再接再勵(lì)、一望無(wú)際……護(hù)士**就問(wèn)排頭的螞蟻：“你們來(lái)這么多人干嘛?。俊薄按笙笊×?，我們來(lái)獻(xiàn)血！”