继电器稳定性

内容

引言

继电器的概念非常简单。为继电器上电,两块金属组成电路。然而,当这两种金属走到一起时,环境绝非简单。该金属至金属接口的详细信息和负载水平可确定继电器是否按预期工作。直观而言,高于额定电流的开关将损坏继电器触点。开关极低电流可能产生有害影响并不明显。本文讨论了低电流开关的影响及其对继电器性能的影响。

载荷

在特定应用中考虑使用何种继电器时,负载电流和电压是重要的参数。  大多数继电器供应商都会发布优化开关性能所需的最小电流和电压电平。  然而,这仍然不能保证成功。随着时间的推移,开关极低的电流和电压仍会导致接触电阻增加。 对于依靠继电器保持通常低阻值的测试系统,这可能会成为一个大问题。

现象

在密封的继电器外壳内部,存在一些由制造继电器所使用的塑料、粘合剂等材料释放出的气体。这种材料是有机的,被吸附在触点上,然后在这些低电压和电流开关条件下聚合。 低电平接触负载无法提供足够的能量形成足以清除接触的电弧。 而是发生聚合,在触点上留下粉末状物质,导致电阻上升。 开关电压/电流和接触材料也会导致该问题的严重性。 更高的电压和电流可确保开关电弧有足够的能量清除接触表面的沉积物。 某些接触材料可抑制有机沉积物的形成,某些材料可促进有机沉积物的形成。

问题用例(2线,使用DMM进行阻值测量)

当违反最小电压或电流规范时,并不总是很明显。  2线电阻测量就是如此。不同的DMM使用不同的电流源值进行测量。即使测量电流较低,电阻越高问题越小。这是因为增加的接触电阻相对于待测电阻的百分比仍然要低得多。

最小避免问题

1.选择合适的继电器或模块

避免产生高电阻触点的最佳方法是仔细阅读继电器模块的产品规范。 大多数继电器(所有电枢继电器)应具有最小电压和电流规范。 请确保应用程序高于这些值。 

簧片继电器应尽可能用于低电流和低电压应用。 由于触点周围的惰性环境,它们通常不具有这种增加的接触电阻特性。

2.使用其他类型的测量设备

如要增加进行2线电阻测量时使用的电流,可使用PXI-4110等精密电源。 可获取更高的电流(例如,10mA),然后读取电源输出电压。 合并这两个值将产生电阻。 该方法有助于确保满足或超过最小电压或电流。 如接触电阻较高,可增加电流直至继电器触点再次清洁。 电流不得超过100mA。

3. 使用4线电阻测量

执行4线电阻测量可消除接触电阻的影响。 这是进行低电阻测量的首选方法。

接触电阻修正

如使用电枢继电器切换极低电流不可避免,仍可采取相应措施。 

1. 增加开关电流

如上所述,增加开关电流可以清洁触点上的吸附/聚合材料。 电流大小因继电器大小而异。  对于小信号继电器,可低至10mA。 该值没有正确答案。 应使用可清除联系人的最低值。  过高的电流会导致其他问题,降低接触电阻。

2. “嗡嗡”继电器

清洁触点的另一种方法是“嗡嗡”一声。 该方法将尽快启动问题继电器约一秒钟。 快速循环继电器敲击的动作从继电器触点沉积。 该方法的优点在于无需夹具或其他测量设备。 

这两种方法都不是永久解决方案,可能需要定期执行。 每个应用程序都不同,在需要维护之前无法预先确定可以执行多少个开关周期。  确定后,大多数NI开关产品的继电器操作计数器函数可用于预测未来的清洗周期。

总结

电枢继电器接触电阻增大是众所周知的现象。 通过为应用程序选择正确的继电器可以消除这些影响。 即使无法完全避免该问题,仍有方法可以解决该问题。