世纪电源网社区logo
社区
Datasheet
标题
返回顶部
讨论

电子继电器杂谈

[复制链接]
查看: 1241 |回复: 32
1
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 16:16:08
有人也叫它交直流无触点开关、光继电器。对电源人来说;是个不太熟悉的东西。
其实;这东西在平时,偶有需要。比如;用MCU控制远方的电源等等。

这东西诞生在上世纪八十年代。。。大家都听说过惠普、兄弟、西门子等牌子的传真打印机。
这些东西在上世纪八十年代;可是实实在在的高科技
后期;我国的四通公司也在这行赚了一大桶金呕。

由于这种东西是多个办公设备集成,所以;电源管理成了首要事件。这样;就需要一些八大不小的功率开关去执行MCU发出的指令。
由于这类设备在企业里使用频繁,继电器根本架不住折腾(按;大约5000次后;就会有吸合不良的问题)于是;有了这种玩意:电子继电器
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 16:24:08
 
所谓电子继电器,原理其实很简单。

那个时代;MOSFET已经比较成熟了。IR、富士、仙童、西门子等等一大批厂家都在做。国内的八七七等也相继引进生产技术。
MOSFET有个特点,给栅上充上电荷,这货就能通。也就是说;维持通和断;就不用费电去驱动。

呵呵;好了。弄个小硅柱;让它发电,再集成个电阻;让它放电,不就可以用光驱动MOSFET了?
YES!说干就干!

当时;就有两家企业搂起袖子;开始搞事了!——IR和富士!
admin
  • 积分:32471
  • |
  • 主题:2330
  • |
  • 帖子:8895
积分:32471
管理员
  • 2018-11-15 16:31:59
 
光继电器 也是电子继电器,只是名字的一个叫法不同··
cyx7610
  • 积分:16461
  • |
  • 主题:80
  • |
  • 帖子:3614
积分:16461
LV10
总工程师
  • 2019-3-10 21:18:45
  • 倒数3
 
电子继电器呢?
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 16:35:28
 
MOSFET;虽然动不动就炸鸡。但是;每秒十万次的开关;还是很轻松和牛掰的。。。
所以说嘛;只要冲击能忍住,5000次还是可以秒杀的。。。呵呵!
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 16:45:08
 
于是乎;诞生了这类产品。。。IR把它定义为PVN和PVI等系列产品。。。
关于原理等,先暂时放放;且听后续分解。

xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 16:30:24
 
在上个世纪;MOSFET还是蛮贵的玩意。这类东西主要用在高端传真、复印、打印一体机上。部分高端电话也有用这类东西。

随着中国改革可开放和外资进入中国。老外突然在中国发现了一个宝贝!
干簧管继电器!
cyx7610
  • 积分:16461
  • |
  • 主题:80
  • |
  • 帖子:3614
积分:16461
LV10
总工程师
  • 2019-3-10 21:19:30
  • 倒数2
 
干簧管继电器,用在哪儿?
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
最新回复
  • 2019-3-10 21:37:45
  • 倒数1
 
这种继电器用的非常广,主要用于信号、电源的开关。尤其可以承受10kV的能力。
且分和非常准时,要比普通继电器快大约50倍和寿命长。
所以;早期,有人用这种开关做方波逆变器。
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 16:56:36
 
干簧管?干簧?咋辣么像。。。像乐器呢?

还真太。。。太相近。。。有个货;大名单簧管
弄的跟亲兄弟似滴。。。

还有几个大名鼎鼎的独奏曲:天路、天空之城、山丹丹开花红艳艳。。。

撤远了。。。呵呵

不过这两货在关键位置;还真像。。。

xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 16:59:19
 
额;休息下,稍后再表。
翠花!来段山丹丹
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 21:02:48
 
干簧管,可是上世纪的黑科技。2B铅笔芯粗细;2CM长就能开关数安电流,耐压大几千伏。。。
关键问题是;驱动并不难;开关速度快。还不容易故障。

曾经;很久恒久以前,拿这玩意做。。。工频逆变器!
可以到100Hz可调!可以带变压器升压到220V!
长期工作!
关键不炸鸡!

拿个常闭继电器;触头和线包串起看看,能每秒跳几下?
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 21:09:48
 
与电子继电器相比;虽然大了点,但便宜许多。
这是少有的一次黑科技碾压高科技事件。
这些企业;在将工厂搬到中国同时;电子继电器统统被换成了干簧管继电器!

那段时间;除了PLC以外;真的很少见这种东西了。
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 21:15:19
 
百科网是这样描述干簧管继电器的:
“干簧管又称簧片开关或磁簧开关,它是由WesternElectric 公司在1940 年发明的一种气密式密封的磁控机械开关,可以作为磁接近开关或者继电器使用,比一般机械开关体积小、速度高、工作寿命长,与电子开关相比,它又有抗负载冲击能力强的特点,工作可靠性很高。干簧管的结构一般有两种,具体如图1 所示。干簧管内部由一对由磁性材料制造的弹性磁簧组成,磁簧密封于充有惰性气体的玻璃管中,磁簧端面互迭,但留有一条细间隙。磁簧端面触点镀有一层贵金属铑或钌,使开关性能稳定并延长使用寿命。 ”

性能特点:
“1、高可靠性
  一般继电器的故障率制定为50ppm,因此为满足这个要求,干簧开关的质量水平要比50ppm 的要求高得多。可到目前为止,尚未有任何一个机电器件能够达到这样的质量水平。
  2、高安全性
  干簧管开关具有优良的绝缘性能。这种开关的绝缘电阻最高可达1015Ω,也就是其漏电流可以达到10-15A 的水平。这样特低的漏电水平在医疗电子设备中有着广泛的应用,比如插入人体的探针或心脏起博器,因为这些设备要求不能有任何漏电流接近心脏,即使微安或亚微安的电流就能改变心脏关键部位的电学性能。
  3、高适应性
  干簧传感器是密封的,由于干簧管的开关组件被气密式密封于一惰性气体中,因此它不会与外界环境接触,所以几乎能工作于任何环境而对湿度不敏感、不受外界空气干扰等;同时干簧管对环境温度没有特殊的要求,具有很广的温度适应能力:典型的工作温度范围可以从-50℃到+150℃,且无需特别的附加条件、限制或费用。
  4、超长寿命
  因为干簧管是无磨损组件,没有采用滑动组件,所以不会出现金属疲劳现象,确保实际上无极限的机械使用寿命。同时,由于其用惰性贵金属铑做成的触点,熔点高,能够减少电弧发电对触点表面的损耗,因此更能耐磨损,能维持更长的工作寿命。一般的干簧管在低级负载(在10mA 时低于5V 及更低)下工作次数可达百万次(OKI 系列干簧管的寿命一般保证在1 亿次以上)。这相当于半导体微细加工器件的数字。
  5、结构紧凑、体积微小
  干簧管能够安装在有限的空间,很适用于微型化设备。目前干簧管的最小尺寸已经达到Ф2.0×11.0mm。
  6、优越的电性能
  干簧开关具有一系列优异的电性能,比如其触头在导通时有极低的导通电阻,典型值低到50mΩ;其直接开关信号范围可以从几纳伏到上千伏,电流从飞安到安,频率从直流到6GHz 等。
  7、高速度操作
  由于每一可动组件只具有非常小的重量,因此操作速度很高,使干簧管成为能用于晶体管电路或集成电路的一种组件。 ”
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 21:20:49
 
其实;早期的这种继电器整体真空密封,触头汞润,也被称为汞润开关。
后来;因汞毒;换成了铑、钌等等。
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 21:23:25
 
随着电子信息化等;设备里的开关越来越多;体积越来越小。这种更小体积的电子继电器,再次复活了。
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-15 21:55:34
 
除了一个DIP8封装内能装两个独立开关,这种密度外。电子工程师习惯于集成电路封装的使用习惯,也为电子继电器带来了活力。
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-16 23:21:57
 
补上几种典型干簧管继电器图。

A8.jpg
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-17 00:01:43
 
前面提到;电子继电器有许多名字。有叫光继电器的。

其实;这颗料,东芝称为:Photo-relay    Renesas叫它:Optical-coupled MOSFET
日文:光MOS FET(フォトMOS FET,SSR)

欧美习惯称为:Solid state relay MOSFET,Photovoltage relay,electronic relay

所谓光继电器;实际上是日语汉片假。
呵呵;可惜同字不同意。中文中;光继电器是开关光的工具。比如遮光窗帘就是一种光开关。我们老看的液晶屏实际上也是一种光开关,遮一种色就少一色,全遮就是黑的;全不遮就是白的。遮兰色和黄色就显示红色。。。

翻译过来:
按东芝管网;日文和英语的真实意思是光照继电器。
瑞萨官网:光耦继电器
欧美:无触点MOSFET继电器,光照电驱继电器;电子继电器
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-17 00:11:06
 
说了多日的电子继电器是啥东东?上个图(来自瑞萨官网)解释下这东西的工作原理和光耦的区别及联系:

A9.jpg
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-17 00:31:38
 
将我们的双眼;化作火眼金睛,看下这东西的3D内部结构:
AA1.jpg
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-18 14:31:11
 
说了许久;这与我们有啥关系呢?
大家知道;对于电池供电系统,能耗与功能总是一对矛盾。也就是功能越多;就需要集成更多功能模块。
大家知道;功能越多;实际用的概率越低(呵呵;没办法,每个人精力有限,除了睡觉和吃饭,就拉么多时间,还就拉默一个佬袋和两只手)。
也就是功能单元的耗电利用率越低(总耗电量与被用时的耗电量之比)。这就需要即时唤醒和即时切出对应单元。
输了IC自身休眠;更直接和更有效的措施就是用物理开关切出和合入。

这就是现在智能设备和未来AI支持下;人们生活中的直接应用。
而作为电源;这个基础功能元件包,未来发展也会引入这类东西。比如二次DCDC等。
而与我们现在有关的如电源缓冲继电器等应用。。。

我们生活中呢?
记得我家宝宝四岁时;我们共同用注射器、软管连接在一起,做了个液压传动玩具。每个注射器就是一个一个维度动关节。^_^两只注射器就是一条狗腿
四只狗腿;呵呵;拼起来就是一只会走的宠物熊!
每只注射器;用个三通阀控制。三通阀用一套时序电路驱动。三通阀与时序电路的连接;就是继电器。光耦继电器和干簧管继电器当然是首选。

液压驱动不只用于玩具;还可以用于机器人等设备。所以;这是个系统功能执行机构。
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-18 20:55:33
 
电子继电器,不光是中低压级别。它可以覆盖从低压至高压整个应用范围。
通常;制造商的典型电压级别:20V、50(60)V、100V、200(250)V、400V、600V。
由于光耦(电子)继电器的最终执行开关是MOSFET或IGBT,它们都是单向关断器件。所以;随开关内集成器件连接;分成直流和交流或通用两种。
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-19 21:03:11
 
借用编辑东芝2108版Photo-relay电子书,介绍下这玩意的工作原理。
光耦继电器:

AA2.jpg
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2018-11-19 21:05:09
 
工作原理:

AA3.jpg
厚劲薄发
  • 积分:3909
  • |
  • 主题:163
  • |
  • 帖子:946
积分:3909
LV8
副总工程师
  • 2019-3-9 22:45:04
 
这东东会不会很贵?另外,能够通过大电流吗?比如100A?
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2019-3-9 23:09:40
  • 倒数10
 
还好。
以48V100A航空继电器为例,可能还更便宜。但;对于数安级别,可能会贵些。
但;会没有开关次数的限制,也不会发生机械继电器常见的粘连问题。
厚劲薄发
  • 积分:3909
  • |
  • 主题:163
  • |
  • 帖子:946
积分:3909
LV8
副总工程师
  • 2019-3-9 23:11:14
  • 倒数9
 
机械继电器常讲的10万次寿命,一般是什么条件下测试的?比如温度,负载?10万次好多啊
厚劲薄发
  • 积分:3909
  • |
  • 主题:163
  • |
  • 帖子:946
积分:3909
LV8
副总工程师
  • 2019-3-9 23:11:55
  • 倒数8
 
有没有高压的,比如600V的光继电器?
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2019-3-9 23:24:44
  • 倒数7
 
有的,但现成产品电流仅1A。型号为:PVX6012
对于更大电流;需要自己搭建。
厚劲薄发
  • 积分:3909
  • |
  • 主题:163
  • |
  • 帖子:946
积分:3909
LV8
副总工程师
  • 2019-3-9 23:31:32
  • 倒数6
 
多谢许工。
那个继电器寿命10万次能帮忙解惑么?
xkw1cn
  • 积分:131263
  • |
  • 主题:37517
  • |
  • 帖子:55603
积分:131263
版主
  • 2019-3-9 23:43:08
  • 倒数5
 
那是机械寿命。主触头不带电下;可以分合开关寿命。
厚劲薄发
  • 积分:3909
  • |
  • 主题:163
  • |
  • 帖子:946
积分:3909
LV8
副总工程师
  • 2019-3-10 13:36:35
  • 倒数4
 
那如果在带载情况下(不超过额定电流),这个次数是不大大下降,可能只有几千次?
另外温度有影响吗?
那个10万次是25度的数据吧,如果变成85度,是不下降了?
热门技术、经典电源设计资源推荐

世纪电源网总部

地 址:天津市南开区黄河道大通大厦8层

电 话:400-022-5587

传 真:(022)27690960

邮 编:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#换成@)

世纪电源网分部

广 东:(0755)82437996 /(138 2356 2357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

香 港:HK(852)92121212

China(86)15220029145

网站简介 | 网站帮助 | 意见反馈 | 联系我们 | 广告服务 | 法律声明 | 友情链接 | 清除Cookie | 小黑屋 | 不良信息举报 | 网站举报

Copyright 2008-2024 21dianyuan.com All Rights Reserved    备案许可证号为:津ICP备10002348号-2   津公网安备 12010402000296号