欢迎来到深圳市芯锐诺科技有限公司官网!

全国服务热线: 0755-28348121

当前位置: 首页> 新闻资讯>行业新闻>
新闻中心
News Center
联系我们

深圳市芯锐诺科技有限公司

服务热线:13828762419

公司电话:0755-28348121

邮箱:sales@xrn-tech.com

地址:广东省深圳市龙华区民治街道龙胜路融创智汇大厦C座811

采用干簧传感器、继电器进行小功率或零功率切换解决方案

随着便携式口袋电子设备的发展,功率消耗成为关键问题,如何设计出更高效能的电子产品将是目前厂商面临的主要挑战。常闭(B型)的干簧传感器和继电器在正常闭合状态消耗零功率。一个自锁干簧继电器在设置或重置触点状态会消耗很少功率;能效设计者对这一特性非常感兴趣。自锁干簧开关和传感器在类似情况下,使用一个永磁的简单运动来改变干簧触点的状态,从而无功率消耗。在一些关键不容出错的应用场合中,即使电源停止或消失了,触点也能保持正常动作。

1593857565520141.png

MS系列干簧继电器

干簧技术在如下这些领域中得到广泛应用:

    需要开关功能的电池供电设备;

    当故障产生时闭合开关并消耗零功率的安全电路;

    开关功能需要闭合很长时间且消耗零功率的应用;

    开关功能闭合或开启都需要很长时间且消耗零功率的应用;

    低毫伏偏置需求应用;

    口袋电子设备;

    电梯控制;

    运输和储存环境;

    开关功能需要运行在零功率或停电状态的场合;

    安全和警报系统;

    家用电器。


为了正确理解干簧技术的功能,需要了解如下四方面基础内容:

1.  常闭干簧传感器;

2.  常闭干簧继电器;

3.  自锁干簧开关/传感器;

4.  自锁干簧继电器。

 

A型干簧开关

干簧开关自然状态是常开条件状态,典型被称作单刀单掷(SPST),或A型。

                     

两个干簧开关引线为磁铁,被密封在玻璃容器内。当常开干簧开关遇到磁场,触点将闭合。触点将在磁场环境维持时一直保持闭合。一旦磁场消失,触点将会打开。在闭合的时间将会消耗能量,从功耗角度要使其尽量小。


C型干簧开关

单刀双掷(SPDT)或C型


没有磁场时,公共触点和常闭触点保持接触连接状态。干簧开关在常闭状态消耗零功率。当出现磁场时,公共触点从常闭触点处移动到常开触点,干簧继电器100%消耗功率。一旦磁场消失,公共触点又回到常闭触点位置。


常闭(B型)干簧开关和传感器

由于A型开关自然状态是开启状态,我们需要采用一个永磁来保持干簧触点的闭合状态。偏磁磁性必须比正常开启条件下闭合触点的接通(或工作)mT级磁场强。


在这种情况下,磁的极性不重要。为了打开触点,永磁铁必须具有和偏置磁性强度大小接近、极性相反,或磁性强度更强。

常闭(B型)干簧继电器

有一些应用,干簧继电器触点需要闭合很长时间,只有故障发生时触点才打开。常闭(B型)干簧继电器最适合此应用。在闭合位置,线圈不消耗功率,这很适合应用于电量有限的电池供电设备。

当线圈加电,产生和偏置磁性相反的磁极,并且具有足够克服偏置磁场强度大小的磁强,将使得触点打开。

B型顺序

下图是B型干簧继电器的工作顺序。

第一步,选择干簧开关,磁强性能为接通4mT,释放2mT;

第二部,增加偏置磁场,磁强5mT,超过干簧开关的接通门限,触点将闭合,图中点1;

第三步,线圈加一个4mT的反向磁场,两个磁场的磁强叠加结果为1mT,磁强低于干簧开关的释放磁强,引起触点打开,图中点2所示;

第四步,线圈关闭,触点将闭合,因为磁强重新回到5mT。

加到B型继电器的线圈电压极性决定了线圈的磁极。电压极性由设计者决定并标识在继电器上。加相反的电压将使继电器出现故障,直到正确的电压出现为止。电压太高时,可以引起触点重闭合。一般来说,重闭合电压超过正常电压的50%。这意味着,在5V正常供电B型继电器上加7.5V电压将引起触点重闭合。


自锁干簧继电器/干簧传感器

自锁干簧继电器/干簧传感器有两种状态:未闭锁状态(或开启状态)和自锁状态(或闭合状态)。在每种状态下,均无功率消耗需要。

自锁产生于干簧开关接通和释放点之间的迟滞现象。如图所示,接通磁性越大,迟滞现象越大。迟滞现象越大,从设计者角度来说,确定自锁和非自锁磁性点就越容易。一个永磁需要用来偏置干簧开关,允许它工作在自锁模式。

自锁干簧继电器

一个自锁干簧继电器使用一个A型干簧开关和一个永磁相结合

在这种状态,干簧开关可以在常开状态或常闭状态。处于哪种状态依赖于上次遇到的磁场情况。如果是开启状态,当加入具有正确磁极的磁场脉冲时,触点将会改变为常闭状态。一旦脉冲磁场消失,干簧开关将保持闭合状态,直到另一个具有相反磁极的磁场脉冲加进来。当在这种闭合状态时,一直都没有功率消耗。

通常,2ms脉冲足够改变继电器触点状态。因此,当闭合和开启触点时,会产生热量,但该热量产生的热偏置电压足够小。


自锁和解锁顺序

为了更好理解自锁和解锁。选择一个干簧开关,触点闭合(接通)磁强点4mT ,触点打开(释放)磁强点等于或低于2mT。设置偏置磁场强度为3mT。我们顺序演示一个全周期工作过程。接通和释放点保持固定值直线。

状态1:偏置磁场一直存在,3mT,触点开启;

状态2:加外部磁场(可以来自线圈或永磁铁),2mT,叠加磁场为5mT,超过4mT门限,触点闭合;

状态3:移走外部磁场,只留偏置磁场。磁强仍在释放点之上,于是,随着外部磁场移走,触点保持闭合;

状态4:加反向外部磁场,叠加磁场为1mT。低于释放门限,触点打开;

状态5:移走反向外部磁场,只留偏置磁场,触点保持在开启状态。

在这个例子中,我们可以自锁和解锁触点。上述完整周期说明,我们可以通过改变磁极方向来达到改变触点状态。可以使用两个线圈或改变单线圈的极性。如果是前者,成本增加;后者来说,则需要更多电路来改变极性。


使用自锁干簧开关

自锁干簧开关和上述情况一致,干簧开关用一个永磁铁进行偏置。但是,是使用另一种带有不同极性的永磁铁代替线圈。

当永磁铁移除时,触点保持闭合,一直闭合直到反向极性的永磁铁出现并接近偏置磁强。这和前面介绍的自锁干簧继电器类似。永磁铁不消耗任何电能。因此减少了用电、设计电路和时间电路的需求。干簧开关的状态不使用功率(不像霍尔传感器),严格依赖磁铁进入和离开影响区域的运动。和自锁干簧继电器类似,可以用一个或两个磁铁来改变触点状态。

使用一个磁铁:一旦一个永磁铁被移入并接近干簧开关,触点闭合。当永磁铁移出时,触点保持闭合。永磁铁接着需要旋转来颠倒极性。当磁铁再次移到接近干簧偏置磁性时,触点将被打开。使用两个磁铁:使用一个磁铁靠近一个方向来闭合触点形成自锁,然后移出时解锁。磁性相反的磁铁随后从另一个方向接近,开启触点。


自锁干簧开关可以使一个磁性系统达到极好的平衡,尤其当附近有其它铁磁材料时。一个采用自锁干簧开关的应用毫无疑问将成为最好的设计选择。


总结

当触点会在闭合状态保持很长时间,功耗也是一个考虑因素时,使用B型干簧传感器或干簧继电器可能是最好的解决方案。随着低功率部件的需求与日增多时,无论是在开启或闭合状态时,自锁干簧开关或自锁干簧继电器将是最好的选择。另外,当释放触点不需要消耗功率时,自锁常闭干簧开关是最好的选择。Standex-Meder为用户提供了多款自锁干簧继电器解决方案,包括MK03圆柱系列、MK04螺丝安装系列、MK24 J型引脚系列等。


Copyright © 2020 深圳市芯锐诺科技有限公司 All Rights Reserved  粤ICP备****号 技术支持:智码联动
点击这里给我发消息