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簧片继电器的基础知识

簧片继电器被众多用户认为是最可靠的低功率开关解决方案,它们几乎没有移动部件和并且拥有很长的机械使用寿命。当然,并不是所有簧片继电器构造都拥有相同的 高标准。Pickering使用姐妹公司Pickering Electronics的簧片继电器来搭建开关模块产品,因为这些继电器可以提供最好的性能。许多ATE供应商也选择使用Pickering Electronics簧片继电器,因为它们的参数指标表明它们拥有最稳定的性能和更长的寿命。这让Pickering 产品竞争优势超过其他供应商的继电器切换系统的簧片继电器。

一、簧片继电器的基础结构

在下面的内容中,我来解释一下为什么这些继电器可以提高产品的可靠性。(下图是簧片继电器的结构图)

Reed_Relay_Diagram.jpg

 

簧片继电器是很简单的设备,它是一个簧片组装到一个包括一个线圈和回程二极管的盒子里。最常见的形式是常开类型的继电器,初始状态是开路。其他类型也是可以的,但是由于各种原因往往很难生产,并且可靠性比较低。

簧片本身是一个密封的玻璃管中包含两个由磁敏材料组成的簧片触片。玻璃管充满干燥的惰性气体,以防止器件氧化。簧片触片选择的是镀层,两个刀片组合在一起形 成一个可重复的电触点。触片通过一个轴向磁场的作用而组合在一起,从而让两刀片移动和接触。簧片继电器的磁场是由一个环绕着玻璃管的线圈产生的。

这个结构中很多人会关心以下的问题:

  • 触片分离是什么?
  • 多大的磁场才能关闭连接器?
  • 玻璃管的密封性好不好?
  • 用于连接器电镀材料是怎么样的?
  • 能切换多大功率,电压,电流?
  • 簧片的总长度?
  • 触片的刚度多大?

Pickering Electronics在产品研发方面有相当多的经验,他们知道怎么样选择正确的簧片用来构造继电器。例如,钌连接器可以提供更好的性能,可以支持更大的 电流。Pickering 只低电压开关继电器模块中使用这些钌簧片的。簧片都是选择性能最佳的,这些继电器通常被称为仪器级的簧片,它们给Pickering 带来的主要优势主要是在中低功率交换式电源条件下表现出来的。

二、组装干簧继电器
为了选择最好的舌簧开关组件簧片组装到一个簧片继电器。簧片继电器封装了簧片开关到组合包中,包含线圈和回程二极管,控制EMF的线圈时释放开关。舌簧开关是一个脆弱的设备,很容易受损,一直到封装的时候,必须保护好,直到继电器完成,而且在封装的时候会对簧片可靠性产生重大影响。

典型的结构使用的是Pickering Electronics的产品,竞争对手使用的是硬塑料成型材料封装的簧片,线圈和二极管包。 塑料材料是可用的簧片继电器组件,但由于工作原理是通过温度循环,环境变化引起的,线圈操作或信号路径损失会加热触片,导致局部膨胀——因为部分的温度系数不匹配,在任何情况下局部加热组装意味着不是所有的区域都是相同的温度。

以下是Pickering所使用的SoftCentre组合结构:


Pickering Electronics产品使用不同的施工方法。簧片,线圈和二极管安装在一个经过蚀刻的引线框架上。引线框架是安装在一个硬塑料壳和外壳的内部充满了柔和的封装材料,允许局部膨胀。

还有其他差异,Pickering Electronics在簧片上用的former-less线圈,线圈直接在玻璃管上,从而保证了线圈的磁场簧片触片更紧密的连接在一起。另外还包括一个 护盾,限制外部磁场对继电器产生影响——阻止簧片继电器的磁场与相邻的继电器产生相互作用。

最终的结果是拥有更可靠的结构,和质量质量更好的产品,可以安装在印刷电路板上,也不用担心继电器交互,这就使Pickering能够研发出密度更高和更可靠的簧片继电器开关模块产品,如一些高密度的矩阵开关,这些很适合用于信号切换系统之中。

(本文作者:虹科电子   郑南润)  引用请注明出处。

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