物聯網系統中為什么要使用電磁繼電器

物聯網系統中使用電磁繼電器的原因主要基于其獨特的電氣控制特性和在物聯網場景中的廣泛應用價值。以下是詳細的原因分析：

電氣控制特性

電磁原理實現控制：電磁繼電器利用電磁鐵產生的磁場來驅動觸點的開閉，從而實現對電路的控制和保護。這種控制方式簡單可靠，且響應速度快，非常適合物聯網系統中對設備快速、準確的控制需求。

隔離功能：電磁繼電器在輸入部分和輸出部分之間具有隔離功能，能夠有效防止電路之間的相互影響和干擾，提高系統的穩定性和安全性。

負載能力強：電磁繼電器能夠控制較大功率的電路，滿足物聯網系統中對大功率設備控制的需求。

物聯網場景應用價值

遠程控制與管理：在物聯網系統中，電磁繼電器可以通過網絡遠程控制設備的開關狀態，實現對設備的遠程管理。這種功能在智能家居、工業自動化等領域具有廣泛應用，能夠極大地方便用戶的使用和提高工作效率。

自動化控制：電磁繼電器可以與傳感器、微處理器等元件結合，實現自動化控制。在物聯網系統中，通過預設的控制邏輯和算法，電磁繼電器能夠自動根據環境變化或設備狀態調整電路狀態，實現智能化控制。

安全保護：電磁繼電器在電路中還具有安全保護的作用。當電路中出現過載、短路等異常情況時，電磁繼電器能夠迅速切斷電源，保護設備和系統的安全。

適應性與靈活性

多種應用場景：電磁繼電器適用于各種物聯網場景，如智能家居、工業自動化、農業溫室等。其廣泛的應用范圍使得物聯網系統能夠更加靈活地應對不同領域的需求。

易于集成：電磁繼電器通常具有標準的接口和通信協議，易于與其他物聯網設備或系統進行集成。這使得在物聯網系統中部署電磁繼電器變得簡單快捷。

綜上所述，物聯網系統中使用電磁繼電器的原因主要包括其電氣控制特性、物聯網場景應用價值以及適應性與靈活性等方面。這些因素共同使得電磁繼電器成為物聯網系統中不可或缺的重要組成部分。

本文會再為大家詳解繼電器家族中的一員——電磁繼電器器。

繼電器定義

繼電器（英文名稱：relay）是一種電控制器件，是當輸入量（激勵量）的變化達到規定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統（又稱輸入回路）和被控制系統（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。

繼電器是具有隔離功能的自動開關元件，廣泛應用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一。 電磁繼電器是最常用的繼電器之一。

電磁式繼電器結構及原理

結構如下：

如上圖電磁繼電器的由線圈、磁路、銜鐵，反力彈簧和觸點，各個部分的作用：

①銜鐵&線圈：線圈通電產生電流->電流在線圈中產生磁場（使線圈具有磁性）->電磁鐵吸附銜鐵->銜鐵動作導致觸點變化

小電流-磁-機械-大電流”這樣一個過程。

②反力彈簧的作用是為銜鐵提供動作相反的斥力，當線圈斷電時能夠幫助觸點復位。

電磁式繼電器選型要素

1、觸點類型

觸點一般分類為（動合型）常開觸點（NO,H），（動斷型）常閉觸點（NC,D），轉換觸點（CO，Z）

關于觸點較為關鍵的參數為觸點容量，這就要區分在工作電路中的負載是直流負載還是交流負載。

觸點容量指觸點的輸出量，指觸點允許的電流量，這關乎如何對繼電器進行選型的關鍵參數，它和開關電壓又有比較大的關聯。

交流負載，無需計算負載容量。其由過零電壓，無需考慮開關電壓。

電流過零點是相對于交流而言，交流是一個正弦信號其大小方向不停變化，周而復始，例如對燈泡而言，火線經燈泡流向零線，并且是由小變大再變小，經過一個零點。下一時刻由零線經燈泡流向火線由小到大，再由大到?。ǚ聪蛟龃螅Ｔ谑褂美^電器時，開啟或關斷瞬間產生電弧，因為存在交流過零點，電弧無法長時間維持而熄滅。

直流負載，需要考慮開關電壓，容量計算為（開關電壓x開關電流），需要考慮開關電壓。如圖：

其需要計算開關電壓是因為，帶直流負載繼電器導通和關斷時會產生拉弧損耗。當觸點斷開瞬間后產生電弧，由于外加電壓會導致電弧長期存在，因而電弧被拉長，不能自主熄滅，電弧產生的熱量會導致觸點嚴重燒毀。因此負載關斷或導通瞬間根據負載不同一般會產生浪涌電流也稱為沖擊電流.

電壓超過空氣的耐受值使空氣電離成導體也就是電弧.

2、負載類型

負載類型	影響
阻性負載	阻性負載一般具有加熱功能（阻性負載波形比較穩定，選型時只要不超過繼電器的額定負載就行）
感性負載	（電腦、電視）容性負載接通電源是會產生較大的浪涌電流，斷開時回路會產生一個較高的反向電壓，依靠繼電器觸點燃弧消耗能量，使觸點的燃燒加劇，容易發生粘連。因此選型時建議工作穩定電流不超過繼電器額定負載的30%
電機負載	電機負載啟動瞬間有較大的浪涌電流（一般是穩態電流的3-5倍，且浪涌電流持續的時間較長）堵轉時負載電流變大，更容易發生粘連。選型時電機負載穩態電流不超過繼電器額定負載的35% 在考慮工作電路的影響，還需要考慮控制部分，繼電器線圈部分感性，繼電器開關關斷的瞬間，繼電器內部的線圈電感會產生一個自感電動勢，其需要短時間內釋放能量，因此需要反浪涌吸收裝置，對于未安裝反向浪涌吸收裝置的繼電器，一般建議安裝壓敏電阻作為反浪涌保護器件。

在考慮工作電路的影響，還需要考慮控制部分，繼電器線圈部分感性，繼電器開關關斷的瞬間，繼電器內部的線圈電感會產生一個自感電動勢，其需要短時間內釋放能量，因此需要反浪涌吸收裝置，對于未安裝反向浪涌吸收裝置的繼電器，一般建議安裝壓敏電阻作為反浪涌保護器件。

防浪涌器件	連接方式
肖特基二極管	在輸入兩端并聯上肖特基二極管，釋放線圈上多余的能量（低功耗、超高速、反向恢復時間極短、正向壓降小，適合做整流電路）
壓敏電阻	主要用于在電路承受過壓時進行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護敏感器件。壓敏電阻器稱為"突波吸收器",有時也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）

壓敏電阻是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現對后級電路的保護。

3、性能要素

在使用繼電器時，我們需要關注線圈產生多大的磁力才能將銜鐵吸合，即需要給線圈施加多大的電壓信號。在繼電器動作后需要多大電壓能夠維持銜鐵的吸合狀態，以及線圈的最大工作電壓，如下表：

電壓類型	意義
吸合電壓	指當給繼電器施的線圈加電且逐漸增加電壓，當常開觸點導通時的電壓。建議繼電器選型時工作電壓要大于吸合電壓并且留有余量。
線圈保持電壓	當繼電器動作后，若降低保持電壓會減小產品的抗震性，若產品發生震動時，可能會導致繼電器誤動作。因此保持電壓應該高于繼電器70%的額定電壓。
線圈最大工作電壓	長期加在線圈上的電壓，應該小于130%的額定電壓。高溫條件下使用，會造成線圈溫度過高，增加絕緣件的損耗（線圈絕緣層損壞，會出現匝間短路，從而使繼電器失效）
反峰電壓	由于線圈時感性元件，在回路斷開時電感會產生一個感應電動勢，阻止電流減小，導致開關兩側的有非常大的反向電壓。其中關斷速度越快，反向電壓越高。 此外還需要注重的參數（具體以選型手冊為準）：

此外還需要注重的參數（具體以選型手冊為準）：

①負載電流

②負載電壓

③觸點數量

④動作次數

供應商A：三友聯眾集團股份有限公司

1、產品能力

（1）主推型號1：SJ-M（5A)-系列

對應的產品詳情介紹

觸點材料 銀合金

接觸電阻 50mΩ Max.

吸合時間 10msec. Max.

釋放時間 5msec. Max.

絕緣電阻 1,000MΩ Min.(DC500V)

介質耐壓 觸點與觸點間： AC1,000V， 50/60Hz 1min.

觸點與線圈間： AC4,000V， 50/60Hz 1min.

抗振動 耐久 10～55Hz，雙振幅 1.5 mm

誤動作 10～55Hz，雙振幅 1.5 mm

抗沖擊 耐久 100GMin

誤動作 10GMin

壽命 機械壽命(每小時10,800次) 10,000,000次

電氣壽命(每小時1,800次) 100,000次

環境溫度 -40℃～+105℃(不冷凝)

重量 約5.6g

2、支撐

（1）技術產品

技術資料

供應商B:廈門宏發電聲股份有限公司

https://www.hongfa.cn/

1、產品能力

（1）選型手冊

https://www.hongfa.cn/Product/List/Signal

（2）主推型號1 HFD4/3

對應的產品詳情介紹

第三代高絕緣信號繼電器具有兩組常開、兩組轉換觸點形式

高觸點切換能力: 10mA 1000VDC/1500VDC

可提供表面貼裝型

單穩態和磁保持型產品可供選擇

線圈與觸點間抗沖擊電壓6KV(10/700us)

滿足ITU-T K.21法規要求兩組常開觸點串聯，觸點間隙>1.5mm符合IEC62776-1要求

性能參數:

絕緣電阻 : 1000MQ(500VDC)

斷開觸點間: 1500VAC 1min

動作時間(額定電壓下): 3ms

釋放(復歸)時間(額定電壓下): 3ms

溫度范圍 : -40C-85C

濕度: 5%-85% RH

振動: 10Hz~55Hz 3.3mm 雙振幅

穩定性: 735m/s

強 度 : 980m/s

引出端方式 : SMD

重量: 0.8g

封裝方式: 塑封型

硬件參考設計

2、支撐

（1）技術產品

技術資料

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審核編輯 黃宇