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干簧管繼電器是什么?

2020/10/09
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繼電器分為機械繼電器與半導(dǎo)體繼電器,今天我們這里不對概念詳細展開,先在頭腦中有個大概的分類。(下圖來源松下官網(wǎng))
在 BMS 的絕緣檢測電路上面,我們經(jīng)常使用一種叫做光 MOS(PhotoMOS)的器件,用來做電阻橋的切換開關(guān),它屬于半導(dǎo)體繼電器。
例如 Panasonic 的 AQV258,是一種我們常選用的型號,如下圖所示。
PhotoMOS 是一種半導(dǎo)體繼電器,其中 LED 作為輸入,而 MOSFET 作為輸出,不過我們今天主要討論的不是 PhotoMOS。(下圖來源松下官網(wǎng))
最近幾年絕緣檢測電路上又出現(xiàn)了另外一種器件,被稱為干簧管繼電器、磁簧開關(guān)繼電器、Reed Relays 等(如下圖所示);它同樣被用于電阻橋臂的切換開關(guān)。
干簧管繼電器屬于機械繼電器的一種,但與傳統(tǒng)的電磁繼電器結(jié)構(gòu)是不一樣的;下圖為傳統(tǒng)的電磁繼電器結(jié)構(gòu)圖。
干簧管繼電器由磁簧開關(guān)與線圈兩部分組成,相比其他類型的繼電器更加小巧,能效更高;下面詳細介紹其結(jié)構(gòu)組成與原理。

磁簧開關(guān)

磁簧開關(guān)(Reed Switch),也稱為干簧管,先看一些磁簧開關(guān)的產(chǎn)品,圖片來源于力特官網(wǎng)。
如下圖所示(圖片來源于網(wǎng)絡(luò)),磁簧開關(guān)由兩個磁簧片組成,它們被密封在一個玻璃管內(nèi)部;兩個磁簧片在玻璃管中間端部有一個觸點重疊區(qū)域,且默認距離一小段空隙;玻璃管內(nèi)部填充惰性氣體,例如氮氣,防止氧化;為了提高電擊穿強度,玻璃管內(nèi)部還可以抽成真空狀態(tài)。
磁簧片本體由鎳鐵合金制成,在兩個磁簧片的觸點重疊區(qū)域表面鍍有銠或釕等硬金屬,起到耐磨的作用。
將磁簧開關(guān)放置在磁場中,當兩個磁簧片被磁場磁化成相反極性,二者產(chǎn)生吸引力,觸點克服彈性力而接觸閉合;同樣,當磁場消失后,觸點就被彈性力拉開了。(下圖來源于百度百科)

線圈

為了讓磁簧開關(guān)可以人為控制閉合或打開,將線圈纏繞在玻璃管的表面,給線圈通電,這樣就形成了一個電磁鐵,進而產(chǎn)生磁場讓磁簧開關(guān)動作。

干簧管繼電器的壽命比半導(dǎo)體開關(guān)要短,但比一般的電磁繼電器要長很多,下圖中是某個型號的干簧管繼電器的操作參數(shù),可多達百萬次開關(guān)。
目前干簧管繼電器比較常見的廠家為 Littelfuse、Standex Meder,最近暴力拆解了一個 Standex Meder 的 KT 系列的某個型號,如下圖所示:實際拆解時將中間位置的玻璃管弄碎了,一端的簧片掉了出來;可以明顯看到玻璃管外部纏繞著的線圈,以及最外部的塑封層。

總結(jié):

電橋法上面使用干簧管繼電器的理由是無論負載端或是輸入 輸出,它都具有更高的絕緣與耐壓;今天開始上班了,下個期盼的節(jié)日就是元旦了;以上所有,僅供參考。

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公眾號“新能源BMS”主筆,從事新能源汽車電池系統(tǒng)設(shè)計工作,具體為BMS硬件設(shè)計工作將近10年,在幾個大的主機廠都工作過;希望通過文字,把一些設(shè)計經(jīng)驗和總結(jié)分享給大家,共同成長。