第一章繼電器基礎知識
第一節繼電器的定義
一、繼電器的定義
繼電器是一種當輸入量（電、磁、聲、光、熱）達到一定值時，輸出量將發生跳躍式變化的自動控制器件。
二、繼電器的繼電特性
繼電器的輸入訊號x從零連續增加達到銜鐵開始吸合時的動作值xx,繼電器的輸出訊號立刻從y=0跳躍到y=ym,即常開觸點從斷到通。一旦觸點閉合，輸入量x繼續增大，輸出訊號y將不再起變化。當輸入量x從某一大於xx值下降到xf,繼電器開始釋放，常開觸點斷開（如圖1）。
我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性，也叫繼電器的輸入-輸出特性。
釋放值xf與動作值xx的比值叫做返饋係數，即
kf= xf /xx
觸點上輸出的控制功率pc與線圈吸收的最小功率p0之比叫做繼電器的控制係數，即
kc=pc/p0
第二節繼電器的分類
一、按作用原理分
1、電磁繼電器
在輸入電路內電流的作用下，由機械部件的相對運動產生預定響應的一種繼電器。
它包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器。
1）直流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為直流的電磁繼電器。
2）交流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器。
3）磁保持繼電器：將磁鋼引入磁迴路，繼電器線圈斷電後，繼電器的銜鐵仍能保持**圈通電時的狀態，具有兩個穩定狀態。
4）極化繼電器：狀態改變取決於輸入激勵量極性的一種直流繼電器。
5）舌簧繼電器：利用密封在管內，具有觸點簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧的動作來開、閉或轉換線路的繼電器。
2． 固態繼電器
輸入、輸出功能由電子元件完成而無機械運動部件的一種繼電器。
3． 時間繼電器
當加上或除去輸入訊號時，輸出部分需延時或限時到規定的時間才閉合或斷開其被控線路的繼電器。
4． 溫度繼電器
當外界溫度達到規定值時而動作的繼電器
5． 風速繼電器
當風的速度達到一定值時，被控電路將接通或斷開。
6． 加速度繼電器
當運動物體的加速度達到規定值時，被控電路將接通或斷開。
7． 其它型別的繼電器
如光繼電器、聲繼電器、熱繼電器等。
二、按外形尺寸分
表1 繼電器外形尺寸分類
三、按觸點負載分
表2 繼電器觸點負載分類
四、按防護特徵分
表3 繼電器防護特徵分類
五、按用途分
表4 繼電器用途分類
第三節電磁繼電器工作原理、構成及主要技術指標
一、電磁繼電器工作原理
圖2所示，當電磁繼電器線圈兩端加上一定的電壓或電流，線圈產生的磁通通過鐵心、軛鐵、銜鐵、磁路工作氣隙組成的磁路，在磁場的作用下，銜鐵吸向鐵心極面，從而推動觸點常閉觸點斷開，常開觸點閉合；當線圈兩端電壓或電流小於一定值時，機械反力大於電磁吸力時，銜鐵回到初始狀態，常開觸點斷開，常閉觸點接通。
二、電磁繼電器的組成部分
電磁繼電器由磁路系統、接觸系統和復原機構組成。
磁路系統由鐵心、軛鐵、銜鐵、線圈等零件組成。
接觸系統由靜簧片、動簧片、觸點底座等零件組成。
復原機構由復原簧片或拉簧組成。
三、電磁繼電器技術指標的含義
1、環境溫度範圍
環境溫度範圍是指繼電器允許工作的最高環境溫度至最低環境溫度的範圍。
2、貯存溫度範圍
貯存溫度範圍是指繼電器允許貯存的最高環境溫度至最低環境溫度的範圍。
3、振動（正弦振動）
振動是指一種重複週期的正弦運動，其加速度值是位移與頻率的函式。
繼電器在承受產品標準所規定的頻率範圍和加速度的作用下，繼電器任何一對閉合觸點的斷開時間小於10us或100us，任何一對斷開觸點的閉合時間小於10us。
4、衝擊強度
衝擊強度是指給定乙個大小、波形和持續時間的連續單向力脈衝作用後，產品能維持正常工作的能力。
繼電器在經受產品標準規定的加速度和次數的衝擊作用後，繼電器應無零件鬆動和機械損壞，電氣引數應符合要求。
5、衝擊穩定性
衝擊穩定性是指給定乙個一定大小，波形和持續時間的單向力脈衝作用下，產品維持正常工作的能力。
繼電器在產品標準規定的加速度和次數的衝擊下，繼電器的任何一對觸點的抖動（即閉合觸點的斷開和斷開觸點閉合）時間應符合規定。觸點抖動的時間的最大允許值分：10us,100us。
6、恆加速度
恆加速度是指產品繞一定軸旋轉所具有的加速度。
繼電器在產品標準規定的恆加速度的作用下，吸動、釋放電壓應符合產品標準的規定。
7、絕緣電阻
繼電器的絕緣電阻是指各不相連導電部分間的絕緣部分在外加一定直流電壓時所呈現的電阻值。
8、介質耐壓
繼電器的介質耐壓係指互不相連導電部分間的絕緣部分承受規定電壓而無擊穿和過大漏電流的能力。
9、接觸電阻
在規定條件下一對接合的接觸件的電阻。
10、動作電壓
繼電器的所有觸點從釋放狀態到達工作狀態時所需繞組電壓(或電流)的最小值。
11、保持電壓
繼電器的所有觸點繼續保持在工作狀態所需繞組電壓(或電流)最小值。
12、釋放電壓
繼電器的所有觸點恢復至釋放狀態時所需繞組電壓(或電流)的最大值。
13、動作時間
自繞組通電開始到所有觸點達到工作狀態時所需的時間。
14、釋放時間
自繞組斷電開始到所有觸點恢復到釋放狀態時所需的時間。
15、觸點回跳時間
對於正在閉合（或斷開）其電路的觸點，從觸點電路第一次閉合（或斷開）的瞬間起至觸點電路最終閉合（或斷開）的瞬間止的時間間隔。
16、靈敏度
指觸點轉換時，線圈具有的最小功率。
17、功耗
繼電器線圈在額定電壓作用下，線圈所消耗的功率。
18、最大負載
1）最大負載電流：指繼電器觸點能切換的最大電流。
2）最大負載電壓：指繼電器觸點能切換的最大電壓。
四、汽車繼電器技術效能的特殊性
汽車中的電源現在多用12v，線圈電壓大都設計為12v。由於是蓄電池供電、電壓不穩定；
環境條件惡劣，吸動電壓v≤60%vh（定額工作電壓）；線圈過電壓允許達1.5vh。線圈功耗較大，一般為1.6～2w，溫公升較高。
環境要求相當苛刻：在發動機艙，環境溫度範圍要求為－40℃～125℃，其他位置環境溫度範圍為－40℃～85℃；在發動機艙裡使用的繼電器要能經受砂塵、水、鹽、油的侵害；振動、衝擊相當苛刻。
第二章如何選用汽車繼電器
一、繼電器選擇要點
二、外形、安裝方式、安裝尺寸
汽車繼電器選型時可以按下述要點逐項開展分析和研究：
外形及安裝方式；
輸入引數；
輸出引數；
環境條件；
電磁相容；
安裝使用要求。
汽車繼電器必須按整車的具體要求，外形、安裝方式、安裝腳位選擇，一般採用以下原則：
1、滿足同樣負載要求的產品具有不同的外形尺寸，根據所允許的安裝空間，可選用低高度或小安裝面積的產品。
2、汽車繼電器的安裝方式有pcb板式、iso插座安裝式、iso 280插座安裝式和外殼固定、卡裝安裝方式。對體積小、不經常更換的繼電器，一般選用pcb板式，對經常更換的繼電器，選用插座安裝方式。對主迴路電流超過20a的繼電器，一般選用插座快速連線式，防止大電流通過線路板，造成線路板發熱損壞（短期工作繼電器除外）。
對體積大的繼電器，可選用外殼安裝式，防止在衝擊、振動條件下，安裝腳損壞。
三、輸入參量選擇原則
汽車繼電器的輸入參量有：12vdc輸入參量、24vdc輸入參量、12vdc脈衝輸入參量、24vdc脈衝輸入參量。在選用時考慮以下引數：
線圈額定電壓
線圈功耗
動作電壓、釋放電壓
最大連續通電電流
線圈電阻
線圈溫公升
脈衝輸入參量的脈寬（磁保持繼電器）
輸入參量選擇關注：
1、環境溫度：使用環境的溫度和線圈的溫公升對動作電壓的影響，一般分引擎艙（最高溫度要求為125℃）和駕駛艙（最高溫度要求為85℃）；繼電器線圈電阻隨溫度的變化而變化，這對繼電器動作、釋放電壓的影響是明顯的。溫度每上公升1℃，線圈電阻會上公升4‰。
當繼電器線圈通電一段時間後，線圈發熱。這時進行繼電器觸點切換動作，其動作電壓高於冷態動作電壓。
2、動作電壓：用電晶體和積體電路驅動繼電器時，注意電晶體和積體電路電壓的壓降和繼電器線圈反電勢對電晶體和積體電路的破壞作用。
3、線圈額定電壓：在繼電器常開觸點閉合後，一般要求線圈上應施加最低動作電壓以上的電壓，汽車繼電器不推薦使用低保持電壓，因為會減弱產品抗振性，在汽車劇烈顛簸時可能會發生誤動作。
4、線圈最大工作電壓：汽車繼電器為滿足低動作電壓的要求（60%額定電壓），一般設計功耗較高，長期施加**圈上的電壓值，一般應小於120%額定電壓，若需達到130%額定電壓及以上值時，需與繼電器生產廠家聯絡，取得技術支援。特別在高溫下使用，會造成線圈溫度過高，老化加速---最終線圈絕緣層損壞，匝間短路而失效。
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