【乌拉喵.教程】不同负载下继电器的保护电路设计(解决继电器触点粘接的问题)

继电器触点“粘接”总结

袁坤 20170110

视频讲解：

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知识点：

继电器控制端线圈分为两种，一种为规定电流流向的，一种为不区分控制端正负的。
继电器触点的动作，实质上是靠控制端线圈的电流。
虽然电源块的输入端既有电容又有电感，但电源块从Vin方向看进去，其显容性。
继电器触点在动作的瞬间是会有抖动的。
继电器触点可以顺利从常闭触点跳转到常开触点，但无法从常开触点跳回到常闭触点的现象叫做继电器触点“粘接”。
继电器触点的“粘接”现象在大功率负载电路中十分常见，其造成“粘接”的原因是经过触点的电流过大，使触点接触面融化，产生熔接。
NTC为负温度系数热敏电阻，温度越高，其电阻值越小。
使用示波器测量电流的方法：将1Ω大功率电阻串入线路中，使用两个示波器表笔，一路（比如CH1）接电阻的一端，一路（比如CH2）接电阻的另一端，表笔的地线与板子的地相连即可。测量时，可以使用示波器的Math控件，计算两路的电压差，即设置示波器的数学函数为CH2-CH1即可。
由于继电器的触点间隙较小，为了避免触点间电弧引起短路，设计时继电器的常闭与常开触点尽量不要都接东西，只使用一个通路最好，要不就只用常开通路，悬着常闭，要不就只用常闭通路，悬着常开。
建议继电器后端负载为容性负载时串入NTC热敏电阻，后端负载为感性负载时并接一个二极管。
NTC的R25为温度为25℃时，NTC的阻值。
NTC使用MF72系列即可。以MF72 16D-9为例，MF72为NTC系列，16为R25=16Ω，D-9表示外径为9mm。

详细说明：

继电器电路设计如下：

继电器为5V继电器，PWR为28V，通过手册得到继电器的动作电流为20mA左右，故串了约为1.4K的电阻，起到限流作用。

现象：正常来讲，按一下按钮K2，继电器吸合，从常闭到常开，长按按钮K2，继电器弹回，从常开到常闭。但是偶尔存在无法弹回的情况，打开继电器外壳，继电器弹片抖一下，无法弹回。

测量PWR_5171上的电流值，使用电路：

测得在继电器由常闭到常开的一瞬间的波形图为：

紫色波形为示波器计算的电阻两端电压差，可以看到有一个大概20us左右的，幅值20V左右的过冲，换算为电流为10A左右。

为了限制电流，在PWR_5171上串一个电感，再测线路上的电流，其电路如下：

当串18uH时，其波形为：

可见，其过冲电流有所下降，但是电感同样的影响了对电源块内部电容充电的时间，是充电时间拉长了许多。

怀疑是过冲影响了继电器触点的弹回，查询到资料如下：

拆开失效的继电器，观察触点，继电器的触点的确有熔池痕迹。

故HT-8637的继电器触点粘接问题的确是由于过冲引起的。

在线路中串电感可以起到限流的作用，但是效果并不是太好。工业上使用串联热敏电阻NTC的方式抑制浪涌电流，其波形如下：

NTC的相关参数有：

http://www.exsense.com.cn/shownews_362.html

热敏电阻热时间常数

NTC热敏电阻、温度传感器的耗散系数δ是什么？ - 百度文库http://wenku.baidu.com/link?url=ZyelJUNpsAg8fiyJo9ExBA885AKNbVeE7liYdDFiQxO_uclgRSdLMuS-0TnpZGlOQQRIU52daBG3HUSc27gy4YWU04upmHTY0zNlJqdOvZK

热敏电阻耗散系数

热敏电阻中R25代表什么？_百度知道https://zhidao.baidu.com/question/492798353.html

NTC热敏电阻的主要技术参数说明 - 百度文库http://wenku.baidu.com/link?url=5xhbfuVsYqxmgaeL6HkCNg-_2pJl4R-rmY3QnkO-mGyWJm1t2W0j31O7rskhBqgjsr9fKU07L1RNKfEKEFez2V24bmbpWJr5dssVi8biwGK

时间常数体现了NTC对温度的反应速度，耗散系数用于计算NTC的温度，R25表示在常温下NTC的阻值，B值表示了NTC阻值与温度的比值

一般在选用NTC时需要关心的参数为R25，最大稳态电流，最大电流时近似阻值。

最大电流时近似电阻值就是在环境温度25℃时，对热敏电阻施加允许的最大连续电流时，热敏电阻剩余的阻值，亦称最大残余电阻值。

功率型NTC热敏电阻器的选用原则

1.电阻器的最大工作电流〉实际电源回路的工作电流

2.功率型电阻器的标称电阻值R≥1.414*E/Im

式中 E为线路电压 Im为浪涌电流

对于转换电源，逆变电源，开关电源，UPS电源， Im=100倍工作电流

对于灯丝，加热器等回路 Im=30倍工作电流

B值越大，残余电阻越小，工作时温升越小

NTC一般选用MF72系列即可。

从市场购买了MF72 20D-15 NTC后做实验，串入NTC后测量PWR_5171的电流，波形如下图：

补充：

G6K-2F-Y5VDC的内部结构照片：

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