继电器触点“粘接”总结
袁坤 20170110
视频讲解:
https://www.bilibili.com/video/BV1Zb4y1t7Ht/https://www.bilibili.com/video/BV1Zb4y1t7Ht/
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知识点:
- 继电器控制端线圈分为两种,一种为规定电流流向的,一种为不区分控制端正负的。
- 继电器触点的动作,实质上是靠控制端线圈的电流。
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虽然电源块的输入端既有电容又有电感,但电源块从Vin方向看进去,其显容性。
- 继电器触点在动作的瞬间是会有抖动的。
- 继电器触点可以顺利从常闭触点跳转到常开触点,但无法从常开触点跳回到常闭触点的现象叫做继电器触点“粘接”。
- 继电器触点的“粘接”现象在大功率负载电路中十分常见,其造成“粘接”的原因是经过触点的电流过大,使触点接触面融化,产生熔接。
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NTC为负温度系数热敏电阻,温度越高,其电阻值越小。
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使用示波器测量电流的方法:将1Ω大功率电阻串入线路中,使用两个示波器表笔,一路(比如CH1)接电阻的一端,一路(比如CH2)接电阻的另一端,表笔的地线与板子的地相连即可。测量时,可以使用示波器的Math控件,计算两路的电压差,即设置示波器的数学函数为CH2-CH1即可。
- 由于继电器的触点间隙较小,为了避免触点间电弧引起短路,设计时继电器的常闭与常开触点尽量不要都接东西,只使用一个通路最好,要不就只用常开通路,悬着常闭,要不就只用常闭通路,悬着常开。
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建议继电器后端负载为容性负载时串入NTC热敏电阻,后端负载为感性负载时并接一个二极管。
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NTC的R25为温度为25℃时,NTC的阻值。
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NTC使用MF72系列即可。以MF72 16D-9为例,MF72为NTC系列,16为R25=16Ω,D-9表示外径为9mm。
详细说明:
继电器电路设计如下:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/6109a4366ad849f5a23ae6c581b2f2eb.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_15,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/a2424a94967b4466ab99ae4c57f187e1.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_16,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/05ff930879de403db50e3cf1970c0a10.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_15,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
继电器为5V继电器,PWR为28V,通过手册得到继电器的动作电流为20mA左右,故串了约为1.4K的电阻,起到限流作用。
现象:正常来讲,按一下按钮K2,继电器吸合,从常闭到常开,长按按钮K2,继电器弹回,从常开到常闭。但是偶尔存在无法弹回的情况,打开继电器外壳,继电器弹片抖一下,无法弹回。
测量PWR_5171上的电流值,使用电路:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/206d430a904640f791c3e4557310a429.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
测得在继电器由常闭到常开的一瞬间的波形图为:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/6e13f7f3fa394624b4629be8a6028615.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
紫色波形为示波器计算的电阻两端电压差,可以看到有一个大概20us左右的,幅值20V左右的过冲,换算为电流为10A左右。
为了限制电流,在PWR_5171上串一个电感,再测线路上的电流,其电路如下:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/c22a7b1c7cd244e9bfa9d98ac0a6bfa9.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
当串18uH时,其波形为:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/f50c9d959b074f048921d1ccf59305d6.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
可见,其过冲电流有所下降,但是电感同样的影响了对电源块内部电容充电的时间,是充电时间拉长了许多。
怀疑是过冲影响了继电器触点的弹回,查询到资料如下:
拆开失效的继电器,观察触点,继电器的触点的确有熔池痕迹。
故HT-8637的继电器触点粘接问题的确是由于过冲引起的。
在线路中串电感可以起到限流的作用,但是效果并不是太好。工业上使用串联热敏电阻NTC的方式抑制浪涌电流,其波形如下:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/a819ada4dcca4ab2bc0cded3eb81ee66.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/4b1bf4509f3d40ddaf8b6d8a2df8fd11.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
NTC的相关参数有:
时间常数体现了NTC对温度的反应速度,耗散系数用于计算NTC的温度,R25表示在常温下NTC的阻值,B值表示了NTC阻值与温度的比值
一般在选用NTC时需要关心的参数为R25,最大稳态电流,最大电流时近似阻值。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/d07ff8f455ae4334902e80ebe08e40b8.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
最大电流时近似电阻值就是在环境温度25℃时,对热敏电阻施加允许的最大连续电流时,热敏电阻剩余的阻值,亦称最大残余电阻值。
功率型NTC热敏电阻器的选用原则 1.电阻器的最大工作电流〉实际电源回路的工作电流 2.功率型电阻器的标称电阻值R≥1.414*E/Im 式中 E为线路电压 Im为浪涌电流 对于转换电源,逆变电源,开关电源,UPS电源, Im=100倍工作电流 对于灯丝,加热器等回路 Im=30倍工作电流
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B值越大,残余电阻越小,工作时温升越小
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NTC一般选用MF72系列即可。
从市场购买了MF72 20D-15 NTC后做实验,串入NTC后测量PWR_5171的电流,波形如下图:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/ddf1d32385dd4091b9ce426a22f5a945.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
补充:
G6K-2F-Y5VDC的内部结构照片:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/5d429ae8fbf34eb38d42dabeaf111667.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/09196bae8f704105b9766b62f31d5a63.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/095c733d074441e6b16e3c98f61417a5.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5LmM5ouJ5aSn5Za15Za1,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)