三种小型继电器浅谈

三种小型继电器浅谈
继电器是一种根据某种输入信号变化而接通或断开控制电路，从而实现自动控制和保护的自动电器。

其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、压力、速度等非电量，输出则使触头的动作或电参数变化。

继电器的应用范围非常广泛，种类也较繁多，这里仅对目前电子产品中常用的小型电磁式继电器、干簧式继电器及无触点固态继电器的基本结构及使用特点作简介。

一、电磁式继电器
电磁式继电器的典型结构见图1所示。

当线圈通电后，铁芯被磁化产生足够的铁电磁力，吸引衔铁，使动接点与静接点“5”断开，而与静接点“4”闭合，称为继电器“动作”或“吸合”；当线圈断电后，电磁力消失，衔铁返回，动接点也恢复到原来位置，称为继电器的“释放”或“复位”。

继电器符号通常用长方框内标以字母J表示。

其接点有三种基本形式，见图2所示。

继电器的接点可画在方框符号旁，也可将各接点分别画到各自的控制电路中。

前者画法比较直观，后者画法对分析电路有利。

但须注意在属于同一个继电器的线圈和接点旁边注明机器上的文字符号，并把接点组加以编号，以免混乱。

同时还需注意一点的是，继电器的接点状态应按线圈不通电时的状态画出。

电磁继电器的特性主要有：额定工作电压或额定工作电流；线圈直流电阻；吸合电流或者吸合电压；释放电流或者释放电压：触点负荷等。

一般情况下，知道了线圈的直流电阻，根据欧姆定律，额定工作电压和额定工作电流即可推算出来。

同样，吸合电流和吸合电压，释放电流和释放电压都可以互相推算出来。

吸合电流指继电器能够产生吸合动作的最小电流，但这种情况下的继电器吸合动作不是十分可靠的。

只有让线圈通过额定工作电流或者加上额定工作电压，继电器的吸合动作才是可靠的。

一般吸合电压为额定工作电压的75％左右，因此，为了保证吸合可靠，必须给线圈加上额定工作电压或略高于额定工作电压。

但要注意的是，工作电流或工作电压一股不能超过额定值的1.5倍，否则容易烧毁线圈。

通过线圈的电流减少到一定大小时，继电器就从吸合状态转到释放状态。

释放电流是指继电器能够产生释放动作的最大电流，释放电流要比吸合电流小得多，一般为吸合值的1／10～1／2，实际选用中，也要考虑继电器的释放电流不能太小，否则继电器断电后，衔铁仍被吸住不放，则继电器的触点就起不到自动开关的作用了。

电磁继电器命名由六部分组成，见附表，具体使用中对继电器体积大小、安装方式、尺寸、吸合释放时间、使用环境、绝缘强度、接点数、接点形式、接点寿命(次数)，接点是交流控制还是直流控制等的要求在设计时都要考虑，详细情况可查阅继电器手册及使用说明书。

电磁继电器是各种继电器中应用最为普遍的一种，其最显著特点是接点电阻很小(<1Ω)，缺点是动作时间较长(ms以上)、接点寿命较短(一般在10次以下)，体积较大。

二、干簧继电器
干簧继电器由干簧管(干式舌簧开关管)和永久磁铁或激励线圈组成，干簧管电路符号见图3所示。

它是把两片既导磁又导电的簧片平行地封入充有惰性气体的玻璃管中组成开关元件。

工作原理：如果把一块永久磁铁放到干簧管附近，或者在干簧管外面绕上线圈并且通入电流，则两簧片在磁场的作用下就会被磁化。

由于两簧片的接近端磁性相异、互相吸引，使簧片相接触，被控电路就会接通：把永久磁铁拿开，或者切断通入线圈的电流，此时由于磁场消失，簧片依靠本身的弹力脱离接触，被控电路就会断开。

干簧管的体积大小可分为微型、小型、大型几种，微型的只有米粒大小，大型的和一段铅笔相仿。

干簧继电器的激励线圈可以套在干簧管的外面，利用线圈内磁场驱动干簧管。

也可以放在干簧管的旁边，利用线圈的外磁场，驱动干簧管(线圈中心可以放入铁芯，用来增强驱动力)，见图4听示。

这种继电器的特点是：(1)接点与大气隔离，管内又充有惰性气体，因而防止外界有机蒸汽和接点的腐蚀，且可大大减少接点火花引起的接点氧化或碳化；(2)簧片既轻又短，固有频率高，接点通断动作时间一般仅为1～3ms，比一般电磁式继电器快3～10倍；(3)体积小，重量轻；(4)缺点是开关容量较小，接点电阻较大且容易产生抖动。

干簧管除了和线圈组成干簧继电器外，还可以十分方便地与永久磁铁配合使用，永久磁铁可以从任意方向接近干簧管使它动作，这里就不赘述了。

三、固态继电器
固态继电器(SSR)问世于上世纪70年代初，是由固态电子元件组成的无触点开关，与电磁式、干簧式继电器相比较，具有体积小、开关速度快、无触点，寿命长、耐振、无噪声，具有良好的防潮防腐等优点，按工作状态分为交流和直流两种类型，交流SSR分为过零型和非过零型两种，目前应用最多的是过零型。

直流SSR根据输出分为两端型和三端型两种，两端型应用较多。

下面以交流SSR为例简要分析一下工作原理，见图5所示：由光电耦合输入、触发电路、过零控制电路、吸收电路和用双向可控硅为开关器件的输出电路等五部分组成。

过零控制电路主要由R5等构成，它的作用是保证触发电路在有输入信号和开关器件两端交流电压过零点附近触发开关器件导通；而在零电流处关断，从而把通断瞬间的峰值和干扰都降到最低，减少对电网的污染。

具体工作原理较为简单，读者可自行分析。

在电路中一般常用图6符号表示，主要参数分输入参数和输出参数，使用中可查阅相关资料，这里仅谈几点使用中须注意事宜。

(1)交流SSR的工作频率波形要求为正弦波；(2)对于直流型SSR，若是感性负载，应在负载两端并联二极管，二极管的电流应等于工作电流，耐压应为工作电压的4倍以上；(3)对于交流型SSR，一些厂家已将RC 吸收电路制作在SSR中。

对于重感性负载应再加压敏电阻，压敏电阻的标称工作电压值一般可按SSR额定工作电压的1.5～2倍选取；(4)额定工作电流较大时应将SSR安装上散热片；(5)使用中与SSR串联的负载不允许短路。