簡介
繼電器作用與用途
作用
1）輸入與輸出電路之間的隔離
繼電器的作用3）增加輸出電路（即切換幾個負載或切換不同電源負載）
4）重複信號
5）切換不同電壓或電流負載
6）保留輸出信號
7）閉鎖電路
8）提供遙控
用途
1）通訊繼電器（包括高頻繼電器）該類繼電器觸點負載範圍從低電平到中等電流，環境使用條件要求不高。如：現代程控交換機，一般局用交換機里至少每線用三隻繼電器2）工具機繼電器工具機中使用的繼電器，觸點負載功率大，壽命長。
3）家電用繼電器家用電器中使用的繼電器，要求安全性能好。
4）汽車繼電器 汽車中使用的繼電器，該類繼電器切換負載功率大，抗沖、抗振性高。大部分轎車只要掀起發動機蓋找到繼電器安裝盒，都可以尋到繼電器的蹤影。汽車燈光、雨刮器、起動機、空調機、電動座椅、電動門窗、防抱死裝置、懸掛控制、音響等都要用上控制繼電器，它是汽車使用最多的電子元器件之一，汽車控制繼電器技術要求苛刻，因為它要適應震動、高溫、低溫、潮濕以及油、鹽、水等侵蝕性惡劣環境，要求壽命長、高可靠、體積小、低消耗，同時具有電磁兼容性、阻燃性、回響速度快等性能。
繼電特性
從電路角度來看，繼電器分為二個部份：一個是控制部份，即輸入迴路；一個是被控制部份，即輸出迴路。當Relay的控制部份輸入一個達到某一定值的物理量（如電、磁、光、熱、聲等）時，它的被控制部份中的電參量就能發生跳躍式變化，如圖1-1所示，X表示輸入迴路的物理量，Y表示輸出迴路的物理量。
組成
從廣義上講，凡是具有自動完成繼電特性能力的元器件，皆稱為繼電器。電磁繼電器、輸入、輸出迴路的參數均為電參量。X為Relay線圈電流值或電壓值。Y為Relay觸點迴路的電流值。Relay由三個部份組成。
反應機構：接受輸入信號，並將信號變換成為使Relay動作的物理量。例如，電磁繼電器的電磁系統。
中間機構：提供控制的標準比較量。例如：電磁繼電器的反作用彈簧或簧片。
執行機構：改變輸出迴路的電參數。例如：電磁繼電器的接觸系統（或黎觸部分）。所以，繼電器又是一種反應與傳遞信號的電器元件。
繼電器的組成圖分類
按繼電器防護特徵分類
電磁繼電器 由控制電流通過線圈所產生的電磁吸力驅動磁路中的可動部分而實現觸點開、閉或轉換功能的繼電器。
1、電磁繼電器 直流電磁繼電器 控制電流為直流的電磁繼電器，按觸點負載大小分為微功率、弱功率、中功率和大功率四種。
2、 交流電磁繼電器 控制電流為交流的電磁繼電器。按線圈電源頻率高低分50HZ和400HZ二種。
3、 磁保持繼電器 利用永久磁鐵或具有很高剩磁特性的零件，使電磁繼電器的銜鐵在其線圈斷電後仍能保持線上圈通電時的位置上的繼電器。
4、固態繼電器 固態繼電器是一種能夠象電磁電器那樣執行開、閉線路的功能，且其輸入和輸出的絕緣程度與電磁繼電器相當的全固態器件。
5、混合式繼電器 由電子元件和電磁電器組合而成的繼電器。一般，輸入部分由電子線路組成，起放大整流等作用，輸出部分則採用電磁繼電器。
6、高頻繼電器 用於切換頻率大於10KHz的交流線路的繼電器。
7、同軸繼電器 配用同軸電纜，用來切換高頻、射頻線路而具有最小損耗的繼電器。
8、真空繼電器 觸點部分被密封在高真空的容器中，用來快速開、閉或轉換高壓、高頻、射頻線路用的繼電器。
熱繼電器 利用熱效應而動作的繼電器。
9、熱繼電器 溫度繼電器 當外界溫度達到規定要求時而動作的繼電器。
10、 電熱式繼電器 利用控制電路內的電能轉變成熱能，當達到規定要求時而動作的繼電器。
11、光電繼電器 利用光電效應而動作的繼電器。
12、極化繼電器 由極化磁場與控制電流通過控制線圈，所產生的磁場綜合作用而動作的繼電器。繼電器的動作方向取決於控制線圈中的電流方向。
13、時間繼電器 當加上或除去輸入信號時，輸出部分需延時或限時到規定的時間才閉合或斷開其被控線路的繼電器。
14、舌簧繼電器 利用密封在管內，具有觸點簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧的動作來開、閉或轉換線路的繼電器。
按繼電器觸點負載分類
1、微功率繼電器 當觸點開路電壓為直流27伏時，觸點額定負載電流（阻性）為0.1安培、0.2安培的繼電器。
2、弱功率繼電器 當觸點開路電壓為直流27伏時，觸點額定負載電流（阻性）為0.5安培、1安培的繼電器
3、中功率繼電器 當觸點開路電壓為直流27伏時，觸點額定負載電流（阻性）為2安培、5安培的繼電器
4、大功率繼電器 當觸點開路電壓為直流27伏時，觸點額定負載電流（阻性）為10安培、15安培、20安培、25安培、40安培……的繼電器。
按繼電器的外形尺寸分類
1、微型繼電器 最長邊尺寸不大於10毫米的繼電器
2、超小型繼電器 最長邊尺寸大於10毫米，但不大於25毫米的繼電器。
3、小型繼電器 最長邊尺寸大於25毫米，但不大於50毫米的繼電器。
註：對於密封或封閉式繼電器，外形尺寸為繼電器本體三個相互垂直方向的最大尺寸，不包括安裝件、引出端、壓筋、壓邊、翻邊和密封焊點的尺寸。
按繼電器的防護特徵分類
1、密封繼電器 採用焊接或其它方法，將觸點和線圈等都密封在罩殼內，與周圍介質相隔離，泄漏率較低的繼電器。
2、封閉式繼電器 將觸點和線圈等都封閉（非密封）在罩殼內加以防護的繼電器
3、敞開式繼電器 不用防護罩來保護觸點和線圈等的繼電器。
型號命名
a) 繼電器的型號命名，一般由各製造廠根據各自特點各自命名，一般由產品主型號，短劃線及部分特徵符號組成。
b) “元則”繼電器之訂貨標記由以下符號組成。
不同工廠命名標記
繼電器標示觸點組合形式
電磁繼電器觸點形式技術要求
a) 機械物理參數要求：
保證產品的使用安裝尺寸、重量、密封性、引線腳的強度和可焊性等。包括有：觸點壓力、觸
點間隙、觸點跟蹤、復原簧片壓力、銜鐵動程、止釘高度等幾項機械參數。
電磁繼工作原理圖b) 電氣參數要求：
保證繼電器在規定使用條件下，可靠正常地工作，準確地反應和傳速信號。包括有：繞組電阻、
觸點接觸電阻、吸合電流（電壓）、額定工作電流（電壓）、釋放電流（電壓）、額定觸點負荷、絕緣電阻、抗電強度等項電氣參數。
c) 時間參數要求：
在控制線路中往往提出繼電器吸合和釋放時間的要求，還有銜鐵轉換、觸點抖動、脈衝失真等
時間參數要求。
d) 環境適應性要求：
根據繼電器的使用環境，為了保證可靠性地工作，環境適應性項目有：溫度（極限高低溫、溫
度循環、溫度衝擊、低溫貯存等）、耐潮濕（常溫高濕、高溫高濕）、耐低氣壓、振動穩定性及振動強度、衝擊穩定性及衝擊強度、恆加速度。在特殊環境下，還有抗鹽霧、抗黴菌、耐輻射、運輸、貯存等項目。
e) 壽命及失效率指標要求：
繼電器在規定的試驗環境條件和觸點負載下，在規定的動作次數內，失誤次數應不超過產品規定的要求，這裡所指的失誤，是指繼電器在動作過程中，觸點斷開時的粘結現象，以致觸點閉合時觸點壓降超過規定的水平。
f) 安全規格要求：
為防止觸點和火災，產品必須要符合有關國家的安全規定，如中國CQC、美國UL、加拿大CSA、德國VDE、TUV等。
以上幾項要求，並非所有繼電器都要達到，根據不同使用條件，繼電器的技術要求也不同。
主要參數測試
1、吸合值、釋放值
繼電器的不吸動值、吸合值、保持值、釋放值測試按圖一所示的測試程式圖進行。該測試程式為生產單位和使用單位共同遵守的統一方法，其最大優點是測試的參數重複性好，它並不表示實際使用中繼電器要先磁化，後工作。
繼電器主要參數值2、線圈電阻
線圈電阻的測量可用電壓、電流法和電橋法。用電壓、電流法測量時，應儘量避免或減小電壓表、電流表內阻的影響，測試過程要儘量短，以避免線圈溫升。線圈電阻對測量時的環境溫度比較敏感，所以測試前1-2小時內產品要置於要測試的環境下並（最好）不對線圈施加激勵。測試數值Ra應換算成基準溫度（一般為20℃）下的值，換算公式為：Ra=R0[1+a（Ta-20）]式中：Ta為環境溫度（℃）
a為電阻溫度係數（銅導線的溫度係數是0.004/℃）
3、接觸電阻
測量動斷觸點接觸電阻時繼電器處於不激勵狀態，測量動合觸點接觸電阻時繼電器處於額定激勵狀態。接觸電阻的測量採用電壓電流表法。測量時，加到觸點上的負載（阻性）應符合表7規定。測試部位在引出端離其根部4mm之內，負載應在觸點達穩定閉合之後施加，觸點斷開之前切除。
繼電器國際規定測量接觸電阻（或壓降）的負載大小
| 套用類別 | 套用類別 | 測試負載（阻性） |
| CA0 | ≤30mV，≤10Ma | 10mA×30mV |
| CA1 | 30Mv-60V，0.01-0.1A | 10mA×100mV |
| CA2 | 5-250V，0.1-1.0A | 100mA×24V |
| CA3 | 5-600V，0.1-100A | 1A×24V |
4、絕緣性能
繼電器絕緣電阻的測試一般都使用兆歐表，被測繼電器應置於優質絕緣板上，測試電壓應符合各產品技術要求規定，一般加電壓2s之後的最小值即為被測值。
介質耐壓測試時在最高電壓（110%額定電壓）下保持1~5s，有爭議時應以額定電壓保持1min為準。
5、時間參數
時間參數的測量電路如圖二所示，也可以用其他合適的電子儀器、儀表代替，但觸點負載應為阻性，測動作、釋放及回跳時間用10mA×6V（阻性負載），測穩定時間負載為50Aμ×50mA（阻性負載）。儀器的解析度為1μS。
測量動作時間應以額定工作電壓的下限激勵，測量釋放時間應從額定工作電壓的上限切除。
6、外形尺寸
外形尺寸檢查的依據是外形圖，測量引出端位置尺寸時，應在距底板3毫米範圍內測量，測量時所施外力不得造成繼電器的任何損傷。
若無特殊規定，第1—5條測量均在正常氣候條件下進行：溫度15—35攝氏度，相對濕度45%~75%，大氣壓力86.7—106.7Kpa。
選擇方法
1、按使用環境選型
使用環境條件主要指溫度（最大與最小）、濕度（一般指40攝氏度下的最大相對濕度）、低氣壓（使用高度1000米以下可不考慮）、振動和衝擊。此外，尚有封裝方式、安裝方式、外形尺寸及絕緣性等要求。由於材料和結構不同，繼電器承受的環境力學條件各異，超過產品標準規定的環境力學條件下使用。有可能損壞繼電器，可按整機的環境力學條件或高一級的條件選用。
對電磁乾攏或射頻乾攏比較敏感的裝置周圍，最好不要選用交流電激勵的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態抑制電路的產品，那些用固態器件或電路提供激勵及尖峰信號比較敏感的地方，也要選擇有瞬態抑制電路的產品。
2、按輸入信號不同確定繼電器種類
按輸入信號是電、溫度、時間、光信號確定選電磁、溫度、時間、光電繼電器，這是沒有問題的。這裡特別說明電壓、電流繼電器的選用。若整機供給繼電器線圈是恆定的電流應選用電流繼電器，是恆定電壓值則選用電壓繼電器。
3、輸入參量的選定
與用戶密切相關的輸入量是線圈工作電壓（或電流），而吸合電壓（或電流）則是繼電器製造廠控制繼電器靈敏度並對其進行判斷、考核的參數。對用戶來講，它只是一個工作下極限參數值。控制安全係數是工作電壓（電流）、吸合電壓（電流），如果在吸合值下使用繼電器，是不可靠的、不安全的，環境溫度升高或處於振動、衝擊條件下，將使繼電器工作不可靠。整機設計時，不能以空載電壓作為繼電器工作電壓依據，而應將線圈接入作為負載來計算實際電壓，特別是電源內阻大時更是如此。當用三極體作為開關元件控制線圈通斷時，三極體必須上於開關狀態，對6VDC以下工作電壓的繼電器來講，還應扣除三極體飽和壓降。當然，並非工作值加得愈高愈好，超過額定工作值太高會增加銜鐵的衝擊磨損，增加觸點回跳次數，縮短電氣壽命，一般，工作值為吸合值的1.5倍，工作值的誤差一般為±10%。
4、根據負載情況選擇繼電器觸點的種類和容量
國內外長期實踐證明，約70%的故障發生在觸點上，這足見正確選擇和使用繼電器觸點非常重要。觸點組合形式和觸點組數應根據被控迴路實際情況確定。常用的觸點組合形式見表6。動合觸點組和轉換觸點組中的動合觸點對，由於接通時觸點回跳次數少和觸點燒蝕後被償量大，其負載能力和接觸可靠性較動斷觸點組和轉換觸點組中的動斷觸點對要高，整機線路可通過對觸點位置適當調整，儘量多用動合觸點。
根據負載容量大小和負載性質（阻性、感性、容性、燈載及馬達負載）確定參數十分重要。認為觸點切換貢荷小一定比切換負荷大可靠是不正確的，一般說，繼電器切換負荷在額定電壓下，電流大於100mA，小於額定電流的75%最好。電流小於100mA會使觸點積碳增加，可靠性下降，故100mA稱作試驗電流，是國內外專業標準對繼電器生產廠工藝條件和水平的考核內容。由於一般繼電器不具備低電平切換能力，用於切換50mV，50μA以下負荷的繼電器在訂貨時，用戶需註明，必要時應請繼電器生產廠協助選型。
繼電器的觸點額定負載與壽命是指在額定電壓、電流下，負載為阻性的動作次數，出超出額定電壓時，可參照觸點負載曲線選用，當負載性質改變時，其觸點負載能力將發生變化，用戶可參照表8變換觸點負載電流。
| 電阻性電流 | 電感性電流 | 電機電流 | 燈電流 | 最小電流 |
| 100% | 30% | 20% | 15% | 100mA |
極性轉換、相位轉換負載場合，最後選用三位置的K型觸點，不要選用二位置的Z型觸點，除非產品明確規定用於三相交流負載轉換。否則隨著產品動作次數的增加，其燃弧也會增大，Z型觸點可能導致電源被短路。
在切換不同步的單相交流負載時，會存在相位差，所以觸點額定值應為負載電流的4倍，額定電壓為負載電壓的2倍。適合交流負載的觸點不一定適合於幾個電源相位之間的負載切換，必要時應時行相應的電壽命試驗。
| 性質 | 浪涌電流 | 浪涌時間 | 備註 |
| 阻性 | 穩態電流 | L≤10-4H或cosΦ=10-0.01 | |
| 螺線管 | 10-20倍穩態電流 | 0.07-0.1 | 應當看作感性負載,但當τ=L/R＜10-4S時可視為阻性負載 |
| 馬達 | 5-10倍穩態電流 | 0.2-0.5 | 可用5~6倍電流的阻性負載來代替試驗 |
| 白燈 | 10-15倍穩態電流 | 0.34 | |
| 汞燈 | 約3倍穩態電流 | 180-300 | |
| 霓紅燈 | 5-10倍穩態電流 | ＜10 | |
| 鈉光燈 | 1-3倍穩態電流 | ||
| 容性負載 | 20-40倍穩態電流 | 0.01-0.04 | 長輸送線、濾波器、電源類應看作容性負載 |
| 變壓器 | 3-15倍穩態電流 |
使用方法
通常人們所說的產品可靠性是指產品的工作可靠性，其被定義：在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的能力。它由產品的固有可靠性和使用可靠性組成，前項由產品的設計和製造工藝決定，而後項則與用戶的正確使用及生產廠家售前、售後服務有關，用戶使用時應注意以下各項：1、線圈使用電壓
線圈使用電壓設計上最好按額定電壓選擇，若不能，可參考溫升曲線選擇。使用任何小於額定工作電壓的線圈電壓將會影響繼電器的工作。注意線圈工作電壓是指加到線圈引出端之間的電壓，特別是用放大電路來激勵線圈務必保證線圈兩上引出端間的電壓值。反之超過最高額定工作電壓時也會影響產品性能，過高的工作電壓會使線圈溫升過高，特別是在高溫下，溫升過高會使絕緣材料受到損傷，也會影響到繼電器的工作安全。對磁保持繼電器，激勵（或復歸）脈寬應不小於吸合（或復歸）時間的3倍，否則產品會處於中位狀態，用固態器件來激勵線圈時，其器件耐壓至少在80V以上，且漏電流要足夠小，以確保繼電器的釋放。
激勵電源：在110%額定電流下，電源調整率≤10%（或輸出阻抗＜5%的線圈阻抗），直流電源的波紋電壓應＜5%。交流波形為正弦波，波形係數應在0.95-1.25之間，波形失真應在±10%以內，頻率變化應在±1Hz或規定頻率的±1%之內（取較大值）。其輸出功率不小於線圈功耗。
2、瞬態抑制
繼電器線圈斷電瞬間，線圈上可產生高於線圈額定工作電壓值30倍以上的反峰電壓，對電子線路有極大的危害，通常採用並聯瞬態抑制（又叫削峰）二極體或電阻的方法加以抑制，使反峰電壓不超過50V，但並聯二極體會延長繼電器的釋放時間3-5倍，當釋放時間要求高時，可在二極體一端串接一個合適的電阻。
3、多個繼電器的並聯和串聯供電
多個繼電器並聯供電時，反峰電壓高（即電感大）的繼電器會向反峰電壓低的繼電器放電，其釋放時間會延長，因此最好每個繼電器分別控制後再並聯才能消除相互影響。
不同線圈電阻和功耗的繼電器不要串聯供電使用，否則串聯迴路中線圈電流大的繼電器不能可靠工作，只有同規格型號的繼電器可以串聯供電，但反峰電壓會提高，應給予抑制，可以按分壓比串聯電阻來承受供電電壓高出繼電器的線圈額定電壓的那部分電壓。
4、觸點負載
加到觸點上的負載應符合觸點的額定負載和性質，不按額定負載大小（或範圍）和性質施加負載往往容易出現問題。只適合直流負載的產品不套用於交流場合。能可靠切換10A負載的繼電器，在低電平負載（小於10mA×6A）或乾電路不下一定能可靠工作。能切換單相交流電源的繼電器不一定適合切換兩個不同步的單相交流負載；只規定切換交流50Hz（或60Hz）的產品不套用來切換400Hz的交流負載。
5、觸點並聯和串聯
觸點並聯使用不能提高其負載電流，因為繼電器多組觸點動作的絕對不同時性，即仍然是一組觸點在切換提高后的負載，很容易使觸點損壞而不接觸或熔焊而不能斷開。觸點並聯對“斷”失誤可以降低失效率，但對“粘”失誤則相反。由於觸點失誤以“斷”失誤為主要失效模式，故並聯對提高可靠性應予肯定，可使用於設備的關鍵部位。但使用電壓不要高於線圈最大工作電壓，也不要低於額定電壓的90%，否則會危及線圈壽命和使用可靠性。觸點串聯能夠提高其負載電壓提高的倍數即為串聯觸點的組數。觸點串聯對“粘”失誤可能提高其可靠性，但對“斷”失誤則相反。總之，利用冗餘技術來提高觸點工作可靠性時，務必注意負載性質、大小及失效模式。
6、切換速率
繼電器切換速率應不高於其10倍動作時間和釋放時間之和的倒數（次/S），否則繼電器觸點不能穩定接通。磁保持應在繼電器技術標準規定的脈衝寬度下使用，否則有可能損壞線圈。
安裝方法
1、引出端保護
將繼電器焊拉接在印製電路板上使用時，印製板的孔距要正確，孔徑不能太小，當必須扳動引出端時，應首先將引出端靠底板3mm處固定再扳動和扭轉。直徑≥0.8mm的引出端不允許扳動和扭轉。繼電器底板與印製板之間應有大於0.3mm的間隙，這可保護引出端根部不受外力損傷，也便於焊後清洗時清洗塗的流出和揮發。焊孔式和焊鉤式引出端在焊接引線和焊下引線過程中都不能使勁絞導線、拉導線，以免造成引出端鬆動。
註：安裝時繼電器不慎掉落在地，由於受強衝擊，內部可能受損，應隔離、檢驗確認合格後才能使用。
2、焊接與清洗
繼電器引出端的焊接應使用中性松香焊劑，不應使用酸性焊劑，焊接後應及時清洗、烘乾。焊接用電路鐵以30-60W為宜，烙鐵頂端溫度280~330℃為好，焊接時間應不大於3秒，自動焊錫時，焊料溫度260℃，焊接時間不大於5秒。非密封繼電器在焊接和清洗過程中，切勿讓焊劑、清洗液污染繼電器內部結構，而密封繼電器和可清洗式塑封繼電器都可進行整體浸洗。
3、防止振動放大
對有抗振要求的繼電器，合理選擇安裝方式可避免或減少振動放大，最好是將繼電器安裝成使繼電器受到的衝擊和振動的方向與繼電器銜鐵的運動方向相垂直，儘量避免選用頂部螺釘安裝或頂部支架安裝的繼電器。
4、多隻繼電器集中安裝方法
多隻繼電器密集安裝於同一印製板或同一機架，它們可以產生反常的高熱，無磁禁止罩子的繼電器還可能因受磁乾攏而動作失誤，這可以通過合理設計各繼電器之間的安裝間隙，或把其它元器件安裝到各只繼電器中間（但不得是強發熱和產生強磁場的元件以及怕熱和磁乾攏的元器件）來解決。
保護
1、線圈保護
只要條件允許，應使繼電器線圈和鐵心無論線上圈導通或斷開時都處於等電位，以避免電化學腐蝕。
2、觸點保護
繼電器觸點保護線路很多，對電感性負載通常採用負載並聯二極體消火花，與觸點並聯RC吸收網路或壓敏電阻來保護觸點。對容性負載、燈負載通常採用在負載迴路串聯小阻值功率電阻或串聯RL抑制浪涌電流的衝擊。
核電站相關知識
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