繼電器特性和繼電器觸點保護.

1、關(guān)于繼電器特性和繼電器觸點保護常有的繼電器觸點保護電路有:在繼電器驅(qū)動端并接反向二極管，用于吸收繼電器線圈火花，保護繼電 器的驅(qū)動三極管；在繼電器負載端并接RC吸收電路；用于吸收負載火花；繼電器負載端并接壓敏電阻，用于吸收負載接通時的尖波；一般用于繼 電器接電機之類的感性負載，尤其是繼電器驅(qū)動直流負載時常用；對容性負載，一般在負載端串接電阻或 RL電路；但是要注意，增加這些保護電路后，會改變繼電器的吸合時間和吸合特 性；有時可能因為漏電流而導(dǎo)致繼電器的誤操作。繼電器驅(qū)動電路中二極管保護電路繼電器內(nèi)部具有線圈的結(jié)構(gòu)，所以它在斷電時會產(chǎn)生電壓 很大的反向電動勢，會擊穿繼電器的驅(qū)動三極管，為此要在繼

2、電器驅(qū)動電路 中設(shè)置二極管保護電路，以保護繼電器驅(qū)動管。如圖9-53所示是繼電器驅(qū)動電路中的二極管保護電路， 電路中的J1是繼電器，VD1是驅(qū)動管VT1的保護二極管，R1和C1構(gòu)成繼電器 內(nèi)部開關(guān)觸點的消火花電路。電路工作原理分析繼電器內(nèi)部有一組線圈，如圖9-54所示是等效電路，在繼電器 斷電前，流過繼電器線圈L1的電流方向為從上而下，在斷電后線圈產(chǎn)生反向電 動勢阻礙這一電流 變化，即產(chǎn)生一個從上而下流過的電流，見圖中虛線所示。根據(jù)前面介紹的線圈兩端反向電動勢判別方法可知，反向電動勢在線圈L1上的極性為下正上負，見圖中所示。如表9-44所示是這一電路中保護二極管工作原 理說明。表9-44保護二

3、極管工作原理說明名稱說明正常 通電 情況 下直流電壓+V加到VD1負極，VD1處于截止狀態(tài)，VD1內(nèi)阻相當大，所以二極管在 電路中不起任何作用，也不影響其他電路工作。電路斷電瞬間繼 電器J1兩端產(chǎn)生下正上負、幅度很大的反向電動勢，這一反向電動勢正極 加在二極管正極上，負極加在二極管負極上，使二極管處于正向?qū)顟B(tài)，反 向電動勢產(chǎn) 生的電流通過內(nèi)阻很小的二極管 VD1構(gòu)成回路。二極管導(dǎo)通后的管 壓降很小，這樣繼電器J1兩端的反向電動勢幅度被大大減小，達到保護驅(qū)動管 VT1的目的。三、繼電器觸點的常識 1、觸點保護在切斷電機、變壓器、離合器和螺線管等電感性負荷時，觸點兩端常常會 出現(xiàn)數(shù)百乃至數(shù)千伏

4、電壓，這會使觸點壽命顯著變短。另外，電感負荷產(chǎn)生的1A以下的電流，可導(dǎo)致火花放電，這個放電會使空 氣中有機物發(fā)生分解，觸點碳化（氧化或碳化）發(fā)黑，這也將導(dǎo)致觸點接觸不良。這里反電壓產(chǎn)生的主要原因是當切斷感性負載時貯存在線圈中的電感里的能量 1/2 Li 2 通過觸點放電的形式表現(xiàn)出來，這時反電壓 t=-L.Di/Dt 。一般常 溫濕條件下空氣的臨界擊穿電壓為 200300V ，即反電壓高于此值時將導(dǎo)致空 氣 場擊穿。但如將反電壓吸收部分使之小于 200V 時則不會發(fā)生場擊穿。斷點 續(xù)傳，設(shè)計些像圖 57 示的保護電路在實用中是很有意義的。方法是阻容回路法、二極管法、可變電阻器并聯(lián)等使用中注意事

5、項，使用 觸點保護回路時， 釋放時間將變長， 這一點提醒使用時須加注意， 另外保護電路 的元件使用不是一個組合時，負載應(yīng)安裝在靠近觸點側(cè)。2、負載種類和浪涌電流負載的類別和浪涌電流特性與開關(guān)頻率有關(guān)，這也是觸點容易發(fā)生熔連的 原因之一。 尤其是浪涌影響甚大， 這一點必須在選擇繼電器時充份考慮其接點所 能承載的裕度。圖 58 給出的是不同負載下的電流波形以及與時間變量的關(guān)系， 有一定參考價值。3、觸點轉(zhuǎn)移所謂觸點轉(zhuǎn)移現(xiàn)象是指在開關(guān)直流負載電路時一組觸點一側(cè)的觸點熔蝕后 揮發(fā)（飛濺）到另一觸點上面，從而產(chǎn)生對接觸點的一側(cè)觸點表面為凹狀，而另 一側(cè)觸點表面為凸狀，這個現(xiàn)個象我們叫它觸點轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移程度

6、隨著觸點開閉頻次的增加而加劇，尤其在開斷直流感性負載時， 由于產(chǎn)生過電壓，這時，可產(chǎn)生 2A 數(shù) 10 的浪涌電流，從而使觸點處產(chǎn)生弧 光放電或火花。針對這一情形，在此回路中可采用必要的觸點保護電路，同時采用AgW 、AgCu 等不太適合轉(zhuǎn)移的觸點材料以減少這一轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的程度。在開閉直流電路時，觸點材料轉(zhuǎn)移一般 - 極一側(cè)呈凸狀，而 + 極一側(cè)則 呈凹狀。因此在開閉直流大容量負載時如數(shù) A 數(shù) 10A ，確定實用的觸點保護線路 是必要的。4、高頻次的開閉直流負載會引起觸點異常電腐蝕在高頻次的開斷直流電子管和離合器的場合，觸點會產(chǎn)生青綠色的光。觸 點開閉時的這一火花和空氣中的 N 2 和 H 2

7、 O （水氣）結(jié)合產(chǎn)生化學(xué)作用， 使觸點保護回路失去消火花能力， 從而在很大程度上加劇觸點的損傷， 因此對這 一情形必須引起使用者的注意。5、觸點開關(guān)應(yīng)放在電路的交流一側(cè)一般說，對于同樣負載來說，開斷交流較比切斷直流更容易些。或者說， 對同一開關(guān)而言切斷交流負載較比直流負載空量可大些。 這是因為交流有過零現(xiàn) 象。交流電 流過零時，實際上輸入觸點的功率就是零，自然產(chǎn)生電弧的能量也 是零。這在相當程度上減短了電弧燃燒時間， 自然也就使觸點的腐蝕耗損減小了。 因此開斷同一負 載時，交流較直流容易。6 、負載上開關(guān)觸點的接線方式負載與繼電器的觸點同電源的接線方法，即觸點的一側(cè)全部接在同一電位 上，防止

8、觸點之間有高的電壓發(fā)生， 那樣連接則比較靠近的兩個觸點將產(chǎn)生短路 從而使電源有放電的危險。7、其他不宜選用的電路接法a. 觸點間短路電路b. 電機正反運轉(zhuǎn)電路c. 不同電源電壓的交替切損d. 負載分開的方法8、漏泄電阻在極其微小的電流回路中（通常稱之為干電流電路），觸點電壓極低，這會引起觸點接通時接觸不良。為此常在負載旁并聯(lián)一個漏泄電阻， 這個方法可 以使接觸的可 靠性改善一些，在0.1V、0.1mA以下的回路中常選用有雙子觸 點的繼電器，同時要注意這時使用繼電器的觸點所用材料。繼電器觸點保護和觸點的事項動作或 融點回釋放時間跳時間由允許的靜態(tài)接融電阻所呈現(xiàn)的接融壓降看到一張網(wǎng)上的圖描述觸點的

9、接通時間的過程分析的，非常不錯，先放在這里。兀的界限線觸點動作時間、釋放時間、回跳時間和穩(wěn)定時間典型E我們知道其實繼電器的觸點保護要比 Mosfet更加殘酷，一般繼電器的負載要比Mosfet大很多。常 見的直流大的負荷直流電動機，直流離合器和直流電磁閥，這些感性負載開 關(guān)關(guān)閉，數(shù)百甚至幾千伏的反電動勢造成的浪涌會把觸點壽命降低甚至徹底損 壞。當然如 果電流較小，比如在1A附近的時候，反電動勢會造成電弧放電，放 電會導(dǎo)致金屬氧化物污染觸點，導(dǎo)致觸點失效，接觸電阻變大。這里要提一下，繼電器始終是會失效的，我們做保護，主要是希望延長繼電器的 使用時間，因為觸點始終會積碳，老化，其表面不如最初那樣清潔

10、。在繼電器壽 命臨近后期時，其接觸電阻會迅速增大。一般常溫常壓下，空氣中的關(guān)鍵 電介質(zhì)擊穿電壓為200300V.因此我們的目標 一般是把電壓控制在200V或更小的電壓以下。8我們一般有以下的集中方法來抑制:抑制方法電路閤器杵的選擇電阻電容Contactpg > 匸QnpEpmo- gunpu 一如狀輛憾間用關(guān),療朗舗電流可左導(dǎo)致加1累負玻是繼電器或電靈閥，釋敝時 間將會延長:布地點電源屯兀為劉測8V時，兒.：； 電蛆是朮常右效的，斂歳兩端的電壓有個MO：K： 0, 51OHMH點電壓為IVC： 0”5丄1徹袪當敝點電流為.M 骯的取值隨著繼電器和負裁的 特性不同而不同*電客匚陌作用是抑制

11、電感放電時 的過大電HL電阻R怖用是電源）0動lit的電洗 ,它們的取值由瀏試抉込 電容的苗穿電壓Aaoo-soaVi為10。至比pe一<l)A4Qnp 仁一:極背作為繼電器斷開矩續(xù)就二極 評.它作為線搭釋放能最 的迪路.和槪熱量的途和，比起武 電路來增它會F1®明掘的改變堆電 狀的祥放對間 < 曲）二極怦的憲數(shù)城毗：反向擊穿電壓至少為電源電壓 的io倍,正向電流至少與員裁相 當>二k管在電壓不高的場合，-”般 可用乍期反向擊穿電壓和3倍 的電源電壓Contacta3-a>>t>nDLI 一O.陸>；仙和山;齊納管的擊穿電用娶和紳電器 的電源

12、電壓一數(shù)ContactVaristor /!利用壓敏電凰也加電阪的特性這種 電路可以防止鮭戊的電壓過裔，同時 它也會輕微的延話繼電器樣液時1址 瓷&點電源電譏為2誠卿時，壓敏 電掘也F常鱗M塊載兩漏的電圧 為00 至 200Y標準二極管能顯著地延長回動時間，將常規(guī)的二極管與齊納二極管串聯(lián)并不會過多地影響回動時間。 如果是電感性負載，當觸點分開時，較長的回動時間延長電弧產(chǎn) 生的時間，并會縮短觸點壽命。例如，一個線圈上連接 了二極管的繼電器需要9.8ms的時間才能釋放觸點。將齊納二極管與小信號二極 管結(jié)合在一起，可將時間 縮短到1.9ms。線圈上沒連接二極管的繼電器的回動時間為1.5ms。

13、感性負載雖然比阻性負載難處理，但是使用好的保護將會使性能變得更好。有兩種方法是非常糟糕的，千萬不能使用的。雖然非常有效抑制了融點斷開時的電壓,怛總便觸點非常容易粘和。因為融點斷開葉的能量儲存左電舁里，電容做電 的時桂從電專流岀的電流使得融點容易粘和>繾電器閉合跑時挨，電羿的充電電流使得觸 點容易»<直流負載下較高頻率下開關(guān)會造成異常的高腐蝕（電火花的產(chǎn)生）當較高頻率下控制直流電磁閥或離合器，觸點可能會發(fā)生blue-green腐蝕。出現(xiàn)這種情況的原因是，當電火花（電弧放電）產(chǎn)生的時候，氮氣和氧氣在空氣中 的反應(yīng)生成的。材料轉(zhuǎn)移現(xiàn)象材料接觸時，在觸點一部分熔化或者損壞時會發(fā)生轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。 隨著轉(zhuǎn)移的推移, 甚至?xí)霈F(xiàn)下圖的現(xiàn)象。過了一段時間后，不平衡的觸點會粘和在一起了。通常發(fā)生在大電流的負載（容性和感性）的 inrush電流時，電弧產(chǎn)生會造成粘 和的現(xiàn)象。對于粘和只有兩種策略：觸點保護電路和抗材料轉(zhuǎn)移的物質(zhì)如銀，氧化錫，銀鎢或AgCu在觸點的使用。一般來說凹形出現(xiàn)在陰極，凸形出現(xiàn)在陽極。負載In rush示意圖:我=Wto 15 (roesOf iss% = 5 to 10 limes電附詢悄蠱氣怔員莪0.2 )0 D.5 seootf%5 to 10 times% 牛 10 to 20 timesio