Przewodnik po wyborze przekaźnika PCB: Cewka, styk, obciążenie i zasady termiczne do sprawdzenia

Wniosek pierwszy: przekaźnik PCB działa tylko tak dobrze, jak w najgorszym przypadku, przy obciążeniu, temperaturze otoczenia wewnątrz obudowy i podanym marginesie napędu cewki. Wybierz sześć parametrów, sprawdź dwa z nich przy maksymalnej temperaturze otoczenia i traktuj każdą wartość dotyczącą czasu życia przełączania w arkuszu danych jako obowiązującą tylko w warunkach obciążenia wydrukowanych obok.

Awaria, która rozpoczyna większość poszukiwań przewodnika selekcji, wygląda następująco. Płytka urządzenia 16 A jest sprawdzana w temperaturze 25 C przy obciążeniu rezystancyjnym, a przekaźnik ma parametry znamionowe 16 A przy 250 VAC dla 30 000 operacji. W produkcji obciążeniem jest zasilacz impulsowy o rozruchu 20 A, temperatura obudowy osiąga 70 C, a tranzystor sterujący spada o 0,7 V na szynie 12 V. Styk zgrzewa się w siódmym miesiącu, a zamiast warunków znamionowych obwinia się przekaźnik.

W poniższych sekcjach omówiono liczby, które faktycznie decydują o tym, czy przekaźnik z otworem przelotowym lub SMT przetrwa i kiedy wersja zatrzaskowa, uszczelniona lub 105 C jest warta dodatkowych kosztów.

Sześć parametrów decydujących o wyborze przekaźnika PCB

Przepracuj je w odpowiedniej kolejności. Każdy z nich może wyeliminować kandydata, zanim poświęcisz czas na rysowanie śladów.

Dwa z nich wymagają potwierdzenia na stanowisku badawczym, a nie odczytania arkusza danych: napięcie robocze na najniższej szynie zasilającej i wzrost temperatury styków pod rzeczywistym obciążeniem.

Napęd cewkowy: projekt dostosowany do napięcia roboczego, a nie nominalnego

Nie ma gwarancji, że cewka 12 VDC będzie pobierać napięcie 12 V. Napięcie robocze jest zwykle określane na poziomie około 75% wartości nominalnej przy 20°C, czyli około 9 V. Rezystancja miedzi wzrasta o około 0,4% na stopień Celsjusza, więc cewka w temperaturze 85°C ma zauważalnie wyższą rezystancję uzwojenia, pobiera mniej prądu przy tym samym przyłożonym napięciu i wytwarza mniejszą siłę magnetyczną. Nacisk kontaktowy również spada wraz z rozszerzaniem się części, więc jednocześnie rośnie opór stykowy.

Praktyczną zasadą jest nadawanie cewce co najmniej 90% wartości nominalnej, gdy zasilanie jest minimalne, a płyta jest najgorętsza. W przypadku szyny 12 V uwzględnij tolerancję regulatora, napięcie nasycenia tranzystora (0,3 do 0,7 V w przypadku sterownika bipolarnego, znacznie mniej w przypadku MOSFET-u) oraz dowolny spadek na złączu lub szeregu. Poniżej około 80% należy spodziewać się gadania lub braku wciągnięcia po zimnej stronie zakresu.

Release zachowuje się inaczej. Standardowym zabezpieczeniem jest dioda gasząca, która jednak wydłuża czas zadziałania o kilka milisekund. Dioda plus Zenera lub tłumik RC zwalniają się szybciej, kosztem dodatkowych części i wyższego napięcia szczytowego na sterowniku. Jeśli przekaźnik musi wypaść w określonym oknie, przetestuj rzeczywistą sieć tłumiącą, zamiast zakładać.

Obciążenie stykowe i obniżanie wartości znamionowych: łuki rozruchowe i prądu stałego

Oceny styków zależą od rodzaju obciążenia, a typ obciążenia jest tym, co większość krótkich list ignoruje. Żarówki i zasilacze pojemnościowe pobierają przez kilka milisekund prąd rozruchowy o wartości od 10 do 20 razy większej niż wartość w stanie ustalonym; silniki pobierają od 6 do 8 razy. Przekaźnik proszony o przełączenie tych obciążeń wymaga wartości testowej dla rozruchu, a nie tylko wartości ciągłej.

Obciążenia DC są trudniejsze. Łuk prądu przemiennego gaśnie przy każdym przejściu przez zero, około 100 lub 120 razy na sekundę. Łuk prądu stałego nie, więc ten sam przekaźnik o wartości znamionowej 16 A przy 250 VAC może mieć tylko wartość znamionową od 5 do 10 A przy 30 VDC. Jeśli w Twojej aplikacji następuje przełączenie prądu stałego, zacznij od tabeli wartości znamionowych prądu stałego i ponownie obniż wartości znamionowe w przypadku obciążeń indukcyjnych.

Wybór materiału następuje zgodnie z obciążeniem. AgSnO2 jest odporny na spawanie pod lampą i rozruch pojemnościowy, dlatego pojawia się na przekaźnikach przełączających urządzenia. AgNi nadaje się do obciążeń rezystancyjnych i lekkich indukcyjnych. Złocenie należy do obwodów suchych, takich jak ścieżki sygnałowe niskiego poziomu, w których folie tlenkowe powodowałyby przerywany kontakt; jest to zły wybór dla każdego obciążenia przenoszącego prąd rzeczywisty. Styki rozwidlone pomagają tam, gdzie styk musi działać niezawodnie zarówno przy niskim, jak i umiarkowanym prądzie, ponieważ dwa punkty styku dają drugą szansę na wykonanie.

Blokowanie lub monostabilność: wybierz budżet mocy w trybie gotowości

Przekaźnik monostabilny utrzymuje pozycję tylko wtedy, gdy prąd przepływa przez cewkę. Cewka 12 V o mocy 400 mW pobiera w sposób ciągły około 33 mA, co odpowiada 0,4 W ciepła w szczelnej obudowie i stanowi rzeczywisty koszt w przypadku miernika lub produktu zasilanego bateryjnie z kilkoma przekaźnikami. Przekaźnik magnetyczny zmienia stan za pomocą impulsu trwającego od 10 do 50 ms, a następnie utrzymuje zerowy prąd trzymania.

Kompromisem jest złożoność dysku i zachowanie stanu. Przekaźniki zatrzaskowe potrzebują impulsu odwracającego polaryzację, zwykle z mostka H lub dwóch tranzystorów, a impuls musi być wystarczająco długi, aby zakończyć transfer mechaniczny. W zamian styk pozostaje tam, gdzie był w przypadku przerwy w dostawie prądu, a tego właśnie oczekują liczniki mediów i sterowniki oświetlenia. Wersja z pojedynczą cewką wykorzystuje jedno uzwojenie i odwróconą polaryzację; wersja z podwójną cewką wykorzystuje dwa uzwojenia, co upraszcza sterownik do dwóch przełączników strony dolnej. Rodzina FH31L oferuje zarówno opcje z pojedynczą, jak i podwójną cewką, więc konstrukcja może zmienić styl napędu bez zmiany zajmowanej powierzchni.

Przekaźnik zatrzaskowy FH31L 80A do inteligentnych liczników Przekaźnik blokujący IEC62052-31 UC2 z przełączaniem 80 A i opcjami z pojedynczą lub podwójną cewką, przeznaczony do projektów inteligentnych liczników, w których styl napędu może się zmieniać bez zmiany powierzchni. Zobacz produkt →

Pasowanie mechaniczne, uszczelnienie i certyfikacja

Zgodność w zakresie zajmowanego miejsca ma miejsce tam, gdzie przekaźniki wyglądające na równoważne różnią się. Dwa przekaźniki mocy 16 A mogą mieć ten sam skok pinów, różniąc się długością pinów, średnicą pinów, wysokością korpusu i tym, czy zaciski są umieszczone w uszczelnionej podstawie. Sprawdź rysunek mechaniczny pod kątem zarysu płytki, a nie innego numeru części, i sprawdź wysokość w stosunku do obudowy przed docięciem narzędzi.

Uszczelnienie ma znaczenie, jeśli zespół zostanie umyty po lutowaniu. Odporna na topnik pokrywa utrzymuje topnik i płyn czyszczący z dala od styków; wersja z uszczelnieniem z tworzywa sztucznego toleruje również czyszczenie wodne i powlekanie konforemne. Otwarta osłona przeciwpyłowa tak nie działa, a uwięziona wilgoć pojawia się później w postaci dryftu rezystancji styków.

Certyfikacja jest częścią procesu selekcji, a nie refleksją. Atesty UL, TUV i CQC są dołączone do konkretnych modeli i parametrów znamionowych, a wersja cewki 105 C może stanowić oddzielny wpis w pliku od standardowej wersji 85 C. W przypadku rynków eksportowych należy od razu potwierdzić dokumentację ROHS i REACH. Aby uzyskać skrót do standardowych śladów i stylów montażu, plik Seria przekaźników do montażu na płytce drukowanej grupuje części według układu terminala, a nie według aktualnej oceny, co przyspiesza tworzenie pierwszej krótkiej listy. FH14T, znamionowy 17 A i zgodny z UL, TUV i CQC, jest użytecznym punktem odniesienia dla tego, jak wygląda w pełni udokumentowany przekaźnik mocy 105 C.

Przekaźnik mocy PCB FH14T 17A z certyfikatem UL TUV CQC Bardzo mały przekaźnik PCB o obciążalności 17 A z izolacją UL klasy F i modelach do 105°C, przydatny przy certyfikowanym przełączaniu zasilania i wyborze dokumentacji. Zobacz produkt →

Dopasowanie przekaźnika do aplikacji

Priorytety wyboru zmieniają się wraz z produktem końcowym. Poniższa tabela przedstawia filtr początkowy, a nie specyfikację.

Kiedy część katalogowa jest już blisko, ale nie do końca pasuje, ostatnią opcją jest zmodyfikowana konfiguracja: inna rezystancja cewki lub napięcie, określony materiał styków, dłuższy zacisk lub inna osłona. Niestandardowe konfiguracje przekaźników warto sprawdzić przed przeprojektowaniem, ponieważ wymiana cewki lub zacisku jest zwykle szybsza i tańsza niż przejście na inną platformę przekaźnikową. W przypadku płyt inteligentnych domów, W33 jest częstym punktem wyjścia dla przełączania 16 A z marginesem rozruchu.

W33 10A Przekaźnik mocy dla inteligentnego domu i urządzeń Kompaktowy przekaźnik PCB o obciążalności 5 A/10 A przy 250 VAC, z upływem ponad 6 mm i prądem rozruchowym TV-5 78 A do przełączania inteligentnych domów lub urządzeń. Zobacz produkt →

Lista kontrolna wydania przed zamrożeniem BOM

1. Odtwórz rzeczywiste obciążenie, w tym prąd rozruchowy i częstotliwość przełączania, w teście wytrzymałościowym.
2. Zmierz napięcie wymagane do działania przy minimalnym zasilaniu i maksymalnej temperaturze otoczenia.
3. Potwierdź ślad, długość sworznia i wysokość korpusu względem rysunku mechanicznego na gołej płycie.
4. Sprawdź, czy plik certyfikatu obejmuje dokładny zamówiony model, napięcie cewki i wersję temperaturową.
5. Uzyskaj na piśmie stan trwałości elektrycznej: rodzaj obciążenia, napięcie, prąd, współczynnik mocy i otoczenie.
6. Przed rozpoczęciem produkcji seryjnej zakwalifikuj opcję drugiego źródła lub pakietu o tej samej powierzchni.

Często zadawane pytania: Pytania dotyczące wyboru przekaźnika PCB

Wybór przekaźnika PCB nagradza inżyniera, który czyta warunki znamionowe zamiast numerów nagłówków. Ustal typ obciążenia, najgorsze napięcie cewki i rysunek mechaniczny, a większość niespodzianek pozostawionych w terenie zniknie. Zhejiang Fanhar Electronics produkuje przekaźniki mocy, zatrzaskowe, przemysłowe, nowej energii, sygnałowe, samochodowe i półprzewodnikowe na liniach zautomatyzowanych, a także przekładniki prądowe i boczniki, a także obsługuje zamówienia na warianty cewek, styków i zacisków, gdy część katalogowa jest bliska wymaganiom.