干簧繼電器工作原理及象形電路符號
來源: handler   發布時間: 2024-05-07   823 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px
干簧繼電器工作原理及象形電路符號

干簧繼電器是一種利用線圈產生的磁場直接磁化舌簧片式觸點開關,并讓其產生接通或斷開動作的繼電器。干簧繼電器與電磁繼電器比較,最大的特點是觸點完全密封,由于它具有結構簡單、體積小巧、動作速度快、靈敏度高、工作穩定、觸點壽命長等優點,所以在各種微電子檢測、自動控制、通信和遙控等領域得到廣泛應用。

    干簧繼電器與電子愛好者經常使用的“干簧管”密不可分。簡單地說,把干簧管放入線圈中,就制成了干簧繼電器。


     結構及原理

    干簧繼電器由干簧管(全稱:干式舌簧開關管)和驅動線圈兩大部分組成,其基本結構如圖28-1所示。干簧管由2片(或3片)既能導磁導電、又具有良好彈性的鐵鎳合金“舌”樣簧片構成,舌簧片的觸點部分通常鍍有貴重金屬(如金、銠、鈀等),以使其接通后具有良好的導電性能;由于包括觸點在內的舌簧片被密封在充有氮氣等惰性氣體的玻璃管內,既有效防止了外界塵埃、有機蒸汽等對觸點的污染和腐蝕,又大大減少了觸點動作瞬間所產生的電火花對觸點造成的氧化或碳化,所以可顯著地提高工作可靠性。驅動線圈繞制在絕緣骨架上,通常將干簧管置入線圈的骨架中間,以利用線圈內磁場進行有效驅動;也有的產品是將干簧管緊靠在繞好的線圈旁邊,利用線圈的外磁場進行驅動,并且為了增強驅動力還給線圈的骨架中間加上了鐵芯。另外,同一千簧繼電器的線圈骨架內,可以同時放入幾個干簧管,從而制成多組觸點同步動作的干簧繼電器。

干簧繼電器的基本結構

  干簧繼電器的觸點形式取決于所用的干簧管。干簧管有常開(H)、常閉(D)與轉換(2)3種不同形式,其剖視圖如圖28-2所示。常開式干簧管的舌簧片分別固定在玻璃管的兩端,它們在線圈(或磁鐵)的作用下(參見圖28-3),一端所產生的磁性恰好跟另一端相反,因此兩觸點依靠磁的“異性相吸”克服舌簧片的彈力而閉合;常閉式干簧管的舌簧片則固定在玻璃管的同一端,在外磁場的作用下兩者所產生的磁極性相同,因此兩觸點依靠“同性相斥”克服舌簧片的彈力而斷開;在常閉式舌簧片的基礎上再加一常開的舌簧片,就構成了轉換式的觸點。實際上常閉式干簧管少有產品生產,廠家產品多見常開式和轉換式兩種。

干簧繼電器的觸點種類

    干簧管的最大性能特點是:具有高可靠性、高安全性(絕緣電阻高達 1015Ω)、高適應性(典型工作溫度范圍為-50 -+150 ℃)和超長的壽命(觸點動作壽命可達百萬次至1億次以上);其結構緊湊、體積微?。壳白钚〕叽缫堰_到Φ2mm×11mm);優越的電性能(觸點導通電阻≤50mΩ)和高速度反應,使其成為能直接用于晶體管電路或集成電路的一種特殊傳感器或開關組件。由于干簧管具有這些獨特的優點,所以用它制造的干簧繼電器也得到了非常廣泛的應用,特別是在某些要求質量、可靠性及安全至上的苛刻應用場合中成為首選產品。

    干簧繼電器的工作原理可通過圖28-3所示的實驗電路來進一步說明:當開關SA閉合時,干簧繼電器處于“吸合”狀態。此時,干簧繼電器的線圈中有電流流過,線圈產生的磁場使密封在干簧管內的鐵質舌簧片磁化,其中左、右兩個常開舌簧片在磁力作用下變為接通狀態,左邊兩個常閉舌簧片在磁力作用下變為分離狀態,即常開觸點閉合、常閉觸點斷開,結果燈泡H1亮、H2熄滅。當開關SA斷開時,干簧繼電器恢復“釋放”狀態。此時,干簧繼電器的線圈中無電流流過,線圈不再產生磁場,干簧管內部的舌簧片依靠自身彈力自動恢復到原來的位置,即常開觸點斷開、常閉觸點閉合,于是,燈泡H1熄滅、H2亮??梢?,干簧繼電器是一種利用線圈電磁力直接控制干簧管內部觸點開關通、斷的繼電器。


    外形和種類

    干簧繼電器的種類很多,它們大多數封裝在塑料外殼或金屬防磁罩內,但也有一些產品沒有外殼,其外觀可以看見繞在塑料骨架上的線圈和置入骨架中間的干簧管等。

    常用干簧繼電器的外形及分類如圖28-4所示。按照體積大小不同,可分為如圖28-4 (a)所示的微型和小型兩大類。按照封裝方式不同,可分為如圖28-4 (b)所示的全密封式和半密封式兩大類。一般微型產品都是全密封式,被設計制造成能夠直接在印制電路板上焊接(如標準單列封裝SIP和雙列封裝DIP)、并符合線路板整體清洗要求的產品;小型產品多數為半密封式,其干簧管密封、線圈不密封。但無論是哪一種產品,干簧管的觸點均是密封的。按照觸點形式的不同,可分為常開觸點干簧繼電器、常閉觸點干簧繼電器和轉換觸點干簧繼電器。按照觸點數量的不同,可分為如圖28-4 (c)所示的單組觸點干簧繼電器和多組(2-4組)觸點干簧繼電器。多組觸點干簧繼電器既可以包括多組相同形式的觸點,也可以包括多組不同形式的觸點,它們可同時動作。

干簧繼電器的分類


    主要參數

    干簧繼電器的主要產品技術參數有額定工作電壓(電流)、線圈電阻、吸合電壓(電流)、釋放電壓(電流)、觸點負荷(觸點容量)等,其含義跟電磁繼電器相同,這里不再贅述。

    有些廠家的干簧繼電器采用“吸合安匝”、  “釋放安匝”來表示觸點動作的特性,其具體含義是:干簧繼電器工作時,線圈匝數與線圈中通過電流大小的乘積被稱為安匝,這是磁動勢的單位,安匝數愈大,線圈產生的磁感應強度越大,作用到干簧管的磁力也就越大。當通過線圈的電流大到一定程度時,干簧管內的常開觸點就會閉合。吸合安匝(也叫動作安匝)即指干簧管失去常態所需要的最小安匝數,而釋放安匝是指能夠使干簧管返回常態時的最小安匝數。顯然,釋放安匝要遠小于吸合安匝。一般小型干簧管觸點吸合所需要的磁動勢為15 - 90安匝,吸合安匝愈小,說明干簧繼電器的動作靈敏度越高。


    型號命名

    國產干簧繼電器最常用的型號命名一般由5部分組成,其格式和含義如圖28-5所示。                                                                                                           干簧繼電器的命名規則

第1、2部分實際上為所用干簧管的型號,并且第2部分用阿拉伯數字代號表示干簧管的種類(包括外形、安匝、觸點負荷等的不同),但通常主要指干簧管的外形尺寸(玻璃殼直徑×玻璃殼長度×總長度),即“2”為“Φ4mm×36 mmx90 mm”,  “3”為“Φ3 mm×20 mm×40 mm”、“4"為“Φ3 mm×20 mm×38 mm"、  “6”為“Φ2.5 mm×16 mm×30 mm”、  “7”為Φ5.4 mm×52 mm×83 mm”……第3部分用阿拉伯數字直接表示觸點組數。第4部分用字母表示觸點形式,其中“H”表示常開觸點(動合觸點),  “D”表示常閉觸點(動斷觸點),  “Z”表示轉換觸點。第5部分用字母區分同一產品額定工作電壓的不同,如“A”代表“6V”、“B”代表“12V”、“C”代表“24V”等,有時不用字母,直接標出額定工作電壓。表28-1給出了幾種常用國產干簧繼電器的型號及性能參數,僅供參考。

表28-1  幾種常用國產干簧繼電器的性能參數
型號線圈數據額定電
壓或電
流(mA)
吸合
電流
(mA)
釋放
電流
(mA)
觸點數據裝干簧
管數量
線徑
(mm)
直流電阻(Ω)匝數觸點
負荷
接觸
電阻
壽命
(次)
JAG-2-1HA0.1  93士5%2200  6V≤44≥924V×0.2A
(直流)
0.071071
JAG-2-1HB0.07  370±5%4200 12V≤22≥45
JAG-2-1HC0.05  120015y07000 24V≤13.5≥3
JAG-2-1ZA0.1  93士5%2200  6V≤44≥924V×O.1A
(直流)
0.151061
JAG-2-1ZB0.07  370±5%4200 12V≤22≥45
JAG-2-1ZC0.05  1200±5%7000 24V≤13.5≥3
JAG-4-2HA0.09  200士10%260032mA≤16≥312V×0.05A
(直流)
0.151062
JAG-4-2HB0.07  520士10%430020mA≤10≥1.8
JAG-4-2HC0.05  2000±10%730012mA≤6≥1
JAG-4-3HA0.11  130士10%210046mA≤23≥3.512V×0.05A
(直流)
0.151063
JAG-4-3HB0.08  460士107/0360026mA≤13≥2
JAG-4-3HC0.05  2180±10%720013mA≤6.5≥1
JAG-4-4HA0.13  90±10%160060mA≤30≥4.512V×0.05A
  (直流)
0.151064
JAG-4-4HB0.1  270土10%280040mA≤20≥2.8
JAG-4-4HC0.06  1180±10%480020mA≤10≥1.6
JAG-5-2H-
     12V
0.2750±10%2500 12V≤130≥35最大電壓
300V(直
  流)
最大電流2A
最大功率
  200W
0.5 5×1042
JAG-5-22-
    12V
JAG-5-2H-
    27V
0.17310±10%6000 27V≤55≥14
JAG-5-22-
    27V

    實際上,各廠家對干簧繼電器型號的命名并不是完全遵循上面的規則,有些按本廠自訂的標準命名,有些則直接采用了國外型號。不同廠家生產的同一型號的產品,其觸點負荷等參數往往也有所不同。所以在業余條件下選擇和使用同一類型的干簧繼電器時,大可不必對型號追根問底,只要產品的主要參數符合需求就可以了。


    產品標識

    干簧繼電器具有兩個線圈引腳和若干個觸點引腳,半密封型或透明外殼的產品引腳可直接觀察識別,如圖28-6( a)所示。全密封型干簧繼電器一般會將引腳示意圖標示在外殼上,如圖28-6( b)所示。微型干簧繼電器無法標志,只能通過廠家提供的引腳排列圖對照識別,或者借助萬用表歐姆擋進行測試,并作出正確判斷。

    干簧繼電器的外殼上一般均標出型號、主要參數、生產廠家標識等,如圖28-6 (c)所示,這為識別和使用提供了方便。如果需要了解更詳細的參數和性能特點等,需要查閱廠家產品說明書或干簧繼電器的產品手冊等。


   電路符號

   干簧繼電器在電路圖中表示的規范符號,與電磁繼電器完全相同,這里不再贅述。

    但常見的一些電路圖中,將干簧繼電器的電路符號繪成圖28-7所示的象形符號,這在分析和閱讀時顯得直觀、明了。這一圖形符號實際上是由“干簧管圖形符號+線圈圖形符號一干簧繼電器圖形符號”演變而來。但要注意,它不是規范的圖形符號,標準的圖形符號與電磁繼電器是一致的,讀者應了解這一點,以免造成不必要的疑惑或誤解。

干簧繼電器的象形符號


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