繼電器通俗來講就是一個(gè)開關(guān),只不過這個(gè)開關(guān)是由磁場(chǎng)的力來推動(dòng)的,磁場(chǎng)是由電產(chǎn)生的。我們都知道磁鐵可以吸住鐵,但是磁鐵上的磁性是永久的,又稱永磁體。只要遇到鐵就吸附,不能控制,若是磁性能控制那么就可以做來當(dāng)繼電器了。
永磁鐵
丹麥物理學(xué)家奧斯特在1820年無意間發(fā)現(xiàn)了“電生磁”的現(xiàn)象,即線圈通電后會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),將磁性金屬(比如鐵)放入線圈就變成了電磁鐵,可以吸附磁性金屬產(chǎn)生力,這個(gè)力就可以通過杠桿撬動(dòng)開關(guān),使開關(guān)的觸點(diǎn)接觸或不接觸。也就是說繼電器內(nèi)部是一個(gè)電磁鐵+一個(gè)機(jī)械開關(guān),然后封裝一體。
繼電器內(nèi)部圖
繼電器關(guān)鍵就是觸點(diǎn),觸點(diǎn)是用來開關(guān)回路的,會(huì)有兩個(gè)狀態(tài):開和關(guān)。在開通有時(shí)會(huì)產(chǎn)生大電流,比如有電容的回路,在開通的瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流,很容易將觸點(diǎn)燒壞,所以繼電器會(huì)有一個(gè)最大電流限制,觸點(diǎn)使用不同的材料其電流抗沖擊能力也是不同的。
常用觸點(diǎn)材料
常用的觸點(diǎn)材料有銀氧化鎳(AgNi)和銀氧化錫(AgSnO2),其應(yīng)用用特性見上表,在不同的應(yīng)用場(chǎng)景來進(jìn)行選擇,千萬不要亂選。當(dāng)然還有一些要求比較高的,比如要求開關(guān)壽命1億次級(jí)別,這時(shí)觸點(diǎn)通常就需要鍍金,這里面有一個(gè)誤區(qū),就是很多人喜歡用大電流的繼電器去應(yīng)用在小電流的開關(guān)通斷,這是不對(duì)的,在一些比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膹S家就會(huì)給出最低電流要求,比如10A的繼電器通斷電流需要大于100mA。因?yàn)檫@些觸點(diǎn)在小電流流過時(shí),其電流效應(yīng)不足,容易出現(xiàn)接觸不良,跟常用的開關(guān)也一樣,一定要有最小電流參數(shù)。
壓力鍋上的壓力開關(guān)
以前的電壓力鍋上,壓力都是用機(jī)械的壓力開關(guān)來切斷電源,后來壓力鍋升級(jí)換代后采用電子式控制,但是壓力開關(guān)還繼續(xù)不變,機(jī)械式壓力鍋是直接控制大電流負(fù)載,而電子式改為繼電器控制,壓力開關(guān)只作為壓力檢測(cè),接到不足1mA的弱電回路中,供CPU檢測(cè)信號(hào),這樣的失效率自然就會(huì)增加,而且非常危險(xiǎn),這也都是工程師對(duì)觸點(diǎn)類開關(guān)認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致。
繼電器是一個(gè)非常容易損壞的器件,大部分的應(yīng)用都是在大電流的切換,在開通瞬間會(huì)有電流損傷,在關(guān)斷的瞬間就會(huì)拉弧放電打火,使觸點(diǎn)燒灼,最嚴(yán)重的就是起火,這在產(chǎn)品里是非常嚴(yán)重的,輕者電器燒毀,重則產(chǎn)生火災(zāi),馬虎不得。
起火
所以在電路設(shè)計(jì)里通常需要加入零點(diǎn)檢測(cè),使觸點(diǎn)在市電的過零點(diǎn)進(jìn)行觸點(diǎn)切換,也相當(dāng)于觸點(diǎn)經(jīng)過的電流和電壓都降低的情況下開關(guān)繼電器,減小電弧,提高繼電器的壽命,并大大降低起火的風(fēng)險(xiǎn)。
市電零點(diǎn)開/關(guān)
當(dāng)然,并不是電路檢測(cè)到零點(diǎn)后,就控制繼電器開或關(guān)。因?yàn)槔^電器的線圈從通電到觸點(diǎn)動(dòng)作需要時(shí)間,一般繼電器會(huì)給出這個(gè)參數(shù)比如《8ms之類,所以在檢測(cè)到零點(diǎn)后需要算上延時(shí)時(shí)間,這樣才能準(zhǔn)確定位到觸點(diǎn)零點(diǎn)開通。但是每一個(gè)繼電器的延遲時(shí)間并不是固定的,有些偏差還很大,常用的做法就是取一個(gè)中間值,有些要求高的場(chǎng)合就添加一路信號(hào),用于檢測(cè)繼電器的延時(shí)時(shí)間,軟件和硬件配合,比較復(fù)雜。經(jīng)過復(fù)雜的設(shè)計(jì)后,繼電器的要求就不需要那么高了,繼電器也就普通低成本物料即可,這就是所謂的用最牛逼的工程師+最好的設(shè)計(jì)+最廉價(jià)的物料;還有一種做法就是用最好的繼電器+***的設(shè)計(jì)+普通工程師,這兩種方式?jīng)]有對(duì)錯(cuò),也不要爭(zhēng)論。
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