继电器触点失效分析及常用保护电路

1、 1. 关于触点的根本考前须知 电压 触点电路的电压，在电路含有感应时会发生非常高的反向电压，电压越高能量越 大，由于触点的消耗量、移动量增大，所以需要注意继电器的控制容量。另外直 流电压时控制容量会极度降低需要注意。这是 DC 的情况，如果象 AC 电流那样没 有零点电流为零的点，那么一旦发生电弧后很难消去，电弧时间变长是主因。 尤其是因为电流方向一定，在下面有所记述，所以会引起触点的移动现象，与触 点消耗相关。 一般在手册中记载了大概的控制容量，但只有这些是不够的，应该在特殊的触点 电路里进行试验确认。另外，在手册等里面虽然记载了电阻负载的情况和限定的 控制容量，但这主要是表示了继电器的级

2、别，一般以 AC 的 125V 电路的电流容量 来考虑是比拟妥当的。手册中记载的最小适用负载并非继电器可以通断的下限标 准值、保证值。这个值由于通断频率、环境条件、被要求的接触电阻的变化、绝 对值的不同,可靠程度是不同的。要求模拟微小负载控制或者接触电阻为 100nrQ 以下的情况测量、无线等请使用 AgPd 触点的继电器。 电流 触点闭合及开路时的电流对触点影响很重要。例如负载为电动机或者指示灯的时 候，闭合时的冲击电流越大,触点的消耗量、移动量就越增加，由于触点的粘连、 移动会产生触点不能断开的故障，请在实际使用时认真确认。 2. 一般触点材料的特征 下表为触点材料的特征。请在选择继电器时

3、进行参考。 导电率导热率在金届中是最大的。由于低接触电阻、低价 Ag 银 位而被广泛使用。缺点是在硫化物的环境容易生成硫化膜。 在低电压微电流水平要注意。 AgCdO银酸化 显示了 Ag 具有的导电性和低接触电阻，有良好的耐粘连性。 镉 与 Ag 一样在硫化物环境里容易生成硫化膜。 AgSnQ银酸化具有比 AgCd 旋要优良的耐粘连性。 与 Ag 一样在硫化物环 锡 境容易生成硫化膜。 硬度融点高，耐电弧性好，不易被移动粘连，要求触点 AgW银车乌 压力高。另外，接触电阻也比拟高，耐环境性差。加工、向 接触弹簧安装也有限制。 AgNi 银锐电传导度可与 Ag 匹敌，耐电弧性好。 在常温下耐蚀性

4、较好，耐硫化性虽然也不错，但在微小功率 AgPd银车巴电路里容易吸着有机气体而生成聚合物，需要贴层金届来防 止生成聚合物。价格贵。 仙全铲兼具良好的耐腐蚀性和高硬度。作为镀金触点在小负载情况 Rh跟金佬下使用。在有机气体环境中易生成聚合物 请注意。所以作点材料 外表 为密闭型干簧继电器等使用。价格较贵。 将耐腐蚀性最好的 Au压接在母材上，厚度均一和无小孔是 其最大的特征。使用环境条件比拟恶劣的情况下，特别对 于 微小负载效果大。已有标准品的金届包层会有设计上、设备 上的困难。 与 Au包层效果几乎相同。由丁镀金处理会有小孔和龟裂的 可能，请注意保管。已有标准品的金镀金比拟容易。 3. 关丁触

5、点保护 反向电压 象启动 D 瑚电器那样，通断继电器申联电路或 DC 电动机、DC 套管、DC 螺线管 等的感应性负载时必须进行二极管等的浪涌吸收以保护触点，这一点很重要。 切断这些感应负载时，会引起数白数千 V 的反向电压，使触点受到很大损害， 寿命可能会明显缩短。另外，在上述负载的电流小丁 1A以下的领域里，反向电 压产生白热或者电弧放电的电弧，通过这个放电使空气中含有的有机物分解，在 触点生成黑色的异物酸化物、炭化物，导致接触不良。 反向电压和实际测量值的例子 在图 1 a里，使感应负载 R 为 OFF 的瞬间，会在线圈的两端+、一方向产生 反向电压e= -Ldi/d-t 图 1 b那样

6、的尖峰形，这个反向电压通过电源线加 在触点的两端。 一般认为常温常压的空气中的临界绝缘破坏电压是 200 300M 所以，前面所说 的反向电压如果超过的时候，会在触点进行放电，线圈储藏的能量 1/2Li 2被 消耗。吸收反向电压时，希望在 200V 以下。 有 3 种常用的继电器保护电路：阻容电路、压敏电阻电路和二级管电路 阻容电路: 处 理 Au金届包层 贴金届Au 镀金金镀 金 Au flash 金 :AUU 以开关或者与开关组成的成套保管中的触点母材的保护为 繇跟土: 0.1目的 负载通断时可以得到一定程度的接触稳定性。 0.5 电阻值和电容值的选择以可以消除感性电压为宜， 但是也不要过

7、分大引起其它问 题，如元件尺寸和本钱。一个很好地经验法那么是首先使电阻值等于电路电压， 然 后根据电路感性电流的水平来选择电容值，如果电流是 1A,选择 0.1mF 的电容 是适合的。如果是更大的电流，那么电容值也要相应增大。 因此，一个 120 VAC, 0.4 A的电路应该使用 120 ohms 的电阻和 0.1 mF 的电容。 如果这个组合没有很好地调节瞬态电压，第一步先增加电容值，然后减小电阻值。 例如：120 ohm/0.1 mF的组合和47 ohm/0.2 mF的组合有大致相同的能量吸收 时间常数，但是由于后者有更小的电阻值,在某些特殊的应用中比前者有更好的 性能。通常来说，对于一

8、个应用是找不到一个完美的组合的，只是可以找到一些 可以正常工作的组合。在这个例子中电阻和电容的额定功率应该选择大于 20W 虽然说小功率值也可以工作，这样可以让能量快速消耗。在测试各种组合的时候， 注意不要损坏其它的电路元器件。 压敏电阻电路: 压敏电阻是一个阻值会随着两端电压而发生变化的电阻。 一般来说当两端电压接 近临界值的时候电阻值会迅速减小，压敏电阻可以用在一个很宽的电压范围和钳 位电压下。例如，在继电器上有一个 220VAC 勺感性负载，可以使用额定电压稍 微高于220V 的压敏电阻。当继电器触点翻开的时候，加在电路上的感性尖峰会 促使压敏电阻的阻值降到很小，相当于对地短路，因此继电

9、器线圈上的电压可以 被有效钳位。 二极管电路: 在阻容电路中加上一个二极管可以帮助消除直流和交流负载电路中的感性电压 尖峰，效果取决于电路如何搭建。注意二极管需要能承受来自感性负载的正常的 电压和电流值。 电感器、电磁铁、接触器线圈、软流圈等都是感性负载。接通瞬间，电磁线圈有 抑制电流上升的功能，不会出现浪涌电流；但关断时，贮存在电磁线圈中的电磁 能通过触点间燃弧消耗掉，这将导致触点烧蚀，材料转移、沾结。采用 RC 网络、 二极管，压敏电阻等触点保护装置可减少触点的烧蚀。 负载的种类和冲击电流 负载的种类和冲击电流的特性是与通断频率也有关系的，是产生触点粘连的一个 大的重要因素。特别是在有冲击电流存在的负载的情况请与稳态电流一起测定冲 击电流值，并讨论与选定的继电器的余裕度。 下表显示了有代表性的负载与冲击电流的关系。另外，根据继电器的不同 COM,NO 的极性会影响电气寿命请用实际使用极性确认。