Vejledning til valg af PCB-relæ: spole-, kontakt-, belastnings- og termiske regler, der skal kontrolleres

Konklusion først: et PCB-relæ yder kun lige så godt som den værst tænkelige belastning, den omgivende temperatur inde i kabinettet og den spoledrevmargin, du giver det. Vælg mellem seks parametre, verificer to af dem ved din maksimale omgivelsestemperatur, og behandl hver koblingslevetid på dataarket som kun gyldig under de belastningsforhold, der er trykt ved siden af.

Fejlen, der starter de fleste søgninger efter en valgvejledning, ser sådan ud. Et apparatkort på 16 A er verificeret ved 25 C med en resistiv belastning, og relæet er klassificeret til 16 A ved 250 VAC til 30.000 operationer. I produktionen er belastningen en omskifterforsyning med en 20 A indstrømning, kabinettet når 70 C, og drivertransistoren falder 0,7 V af 12 V-skinnen. Kontakten svejser i måned syv, og relæet får skylden i stedet for klassificeringsbetingelserne.

Afsnittene nedenfor dækker tallene, der faktisk afgør, om et gennemgående hul eller SMT-relæ overlever, og hvornår en låsende, forseglet eller 105 C-version er den ekstra pris værd.

Seks parametre, der bestemmer valg af PCB-relæ

Gennemfør disse i rækkefølge. Hver enkelt kan eliminere en kandidat, før du bruger tid på footprint-tegninger.

To af disse har brug for bænkbekræftelse frem for databladslæsning: skal-driftsspænding ved din laveste forsyningsskinne og kontakttemperaturstigning under den reelle belastning.

Spoledrev: Design til den skal-driftsspænding, ikke den nominelle

En 12 VDC-spole er ikke garanteret at trække ind ved 12 V. Skal-driftsspænding er typisk specificeret omkring 75 % af nominel ved 20 C, så cirka 9 V. Kobbermodstand stiger omkring 0,4% pr. grad Celsius, så en spole, der sidder ved 85 C, har mærkbart højere viklingsmodstand, trækker mindre spænding fra den samme magnetiske kraft og udvikler mindre magnetstrøm. Kontakttrykket falder også, når dele udvider sig, så kontaktmodstanden kryber op på samme tid.

Den praktiske regel er at give spolen mindst 90% af nominel, når forsyningen er på sit minimum, og brættet er på sit varmeste. For en 12 V-skinne skal du budgettere regulatortolerancen, transistormætningsspændingen (0,3 til 0,7 V for en bipolær driver, langt mindre for en MOSFET) og ethvert stik eller seriefald. Under ca. 80 %, forvent snak eller et misset pull-in på den kolde side af intervallet.

Release opfører sig anderledes. En friløbsdiode er standardbeskyttelsen, men den forlænger frigivelsestiden med et par millisekunder. En diode plus zener eller en RC-snubber udløses hurtigere, på bekostning af ekstra dele og en højere spidsspænding på driveren. Hvis relæet skal falde ud i et defineret vindue, test det rigtige snubber-netværk i stedet for at antage.

Kontaktbelastning og derating: Inrush og DC buer

Kontaktvurderinger afhænger af belastningstype, og belastningstype er, hvad de fleste shortlister ignorerer. Glødelamper og kapacitive strømforsyninger trækker startstrømme 10 til 20 gange steady-state værdien i nogle få millisekunder; motorer trækker 6 til 8 gange. Et relæ, der bliver bedt om at skifte disse belastninger, har brug for et testtal for inrush, ikke kun den kontinuerlige vurdering.

DC-belastninger er hårdere. En lysbue slukker ved hver nul-gennemgang, cirka 100 eller 120 gange i sekundet. En jævnstrømsbue gør det ikke, så det samme relæ, der er klassificeret 16 A ved 250 VAC, må kun være klassificeret til 5 til 10 A ved 30 VDC. Hvis din applikation skifter DC, skal du starte fra DC-mærkningstabellen og deratere igen for induktive belastninger.

Materialevalg følger belastningen. AgSnO2 modstår svejsning under lampe og kapacitiv indstrømning, hvilket er grunden til, at det optræder på apparatskiftende relæer. AgNi passer til resistive og lette induktive belastninger. Guldbelægning hører hjemme i tørre kredsløb, såsom signalveje på lavt niveau, hvor oxidfilm ville forårsage intermitterende kontakt; det er det forkerte valg for enhver belastning, der bærer reel strøm. Forgrenede kontakter hjælper, hvor en kontakt skal fungere pålideligt ved både lav og moderat strøm, fordi to kontaktpunkter giver en ny chance for at skabe.

Låsende eller monostabil: Bestem efter Standby Power Budget

Et monostabilt relæ holder kun position, mens strømmen løber gennem spolen. En 12 V spole vurderet til 400 mW trækker ca. 33 mA kontinuerligt, hvilket er 0,4 W varme inde i et forseglet kabinet og en reel omkostning i et måler- eller batteridrevet produkt med flere relæer. Et magnetisk låserelæ skifter tilstand med en 10 til 50 ms puls og holder derefter med nul holdestrøm.

Afvejningen er drevkompleksitet og tilstandsadfærd. Låsende relæer har brug for en polaritetsvendende puls, normalt fra en H-bro eller to transistorer, og pulsen skal være lang nok til at fuldføre den mekaniske overførsel. Til gengæld bliver kontakten, hvor den var, gennem en strømafbrydelse, hvilket er præcis, hvad forsyningsmålere og lysstyringer ønsker. En single-coil version bruger en vikling og omvendt polaritet; en version med dobbelt spole bruger to viklinger, hvilket forenkler føreren til to lavsidekontakter. FH31L-familien tilbyder både single-coil og double-coil muligheder, så et design kan ændre kørestil uden at ændre fodaftrykket.

FH31L 80A låserelæ til smartmålere IEC62052-31 UC2 låserelæ med 80 A switching og enkelt- eller dobbeltspole muligheder, rettet mod smart-meter-design, hvor kørestilen kan ændre sig uden at ændre fodaftrykket. Se produkt →

Mekanisk tilpasning, tætning og certificering

Footprint-kompatibilitet er dér, hvor relæer med tilsvarende udseende adskiller sig. To 16 A strømrelæer kan dele den samme pindestigning, mens de adskiller sig i pinlængde, pindiameter, kropshøjde, og om terminalerne sidder i en forseglet base. Kontroller den mekaniske tegning i forhold til dit board omrids i stedet for et andet varenummer, og kontroller højden i forhold til kabinettet, før værktøjet skæres.

Tætning har betydning, hvis samlingen vaskes efter lodning. Et flussikkert dæksel holder flusmiddel og rensevæske væk fra kontakterne; en plastforseglet version tolererer også vandig rengøring og ensartet belægning. Et åbent støvdæksel gør det ikke, og indespærret fugt har en tendens til at dukke op senere som kontaktmodstandsdrift.

Certificering er en del af udvælgelsen, ikke en eftertanke. UL-, TUV- og CQC-godkendelser knytter sig til specifikke modeller og klassificeringer, og en 105 C spoleversion kan være en separat filpost fra standard 85 C-versionen. For eksportmarkeder skal du bekræfte ROHS- og REACH-dokumentation på forhånd. For en genvej til standard fodspor og monteringsstile, PCB-monteret relæområde grupperer dele efter terminallayout i stedet for efter nuværende vurdering, hvilket gør den første shortlist hurtigere. FH14T, vurderet til 17 A og kompatibel med UL, TUV og CQC, er et nyttigt referencepunkt for, hvordan et fuldt dokumenteret 105 C strømrelæ ser ud.

FH14T 17A PCB Power Relæ med UL TUV CQC Ultralille PCB-relæ vurderet til 17 A med UL Klasse F-isolering og modeller op til 105°C, nyttigt ved certificeret strømskifte og dokumentationsvejledning. Se produkt →

Tilpasning af relæet til applikationen

Udvælgelsesprioriteterne skifter med slutproduktet. Tabellen nedenfor er et startfilter, ikke en specifikation.

Når en katalogdel kommer tæt på, men ikke helt passer, er den sidste mulighed en modificeret konfiguration: forskellig spolemodstand eller spænding, et specifikt kontaktmateriale, en længere terminal eller et andet dæksel. Brugerdefinerede relækonfigurationer er værd at tjekke før et redesign, fordi et spole- eller terminalskift normalt er hurtigere og billigere end at flytte til en anden relæplatform. For smart home boards er W33 et almindeligt udgangspunkt for 16 A switching med indløbsmargin.

W33 10A Power Relæ til Smart Home og Hvidevarer Kompakt PCB-relæ vurderet til 5 A/10 A ved 250 VAC, med over 6 mm krybning og TV-5 78 A indstrømning til smart-home eller apparatskift. Se produkt →

Frigivelsestjekliste, før du fryser styklisten

1. Genskab den reelle belastning, inklusive startstrøm og koblingsfrekvens, i en udholdenhedstest.
2. Mål den spænding, der skal fungere, med forsyningen på minimum og kortet ved maksimal omgivelsestemperatur.
3. Bekræft fodaftryk, stiftlængde og kropshøjde mod den mekaniske tegning på et blottet bræt.
4. Kontroller, at certificeringsfilen dækker den nøjagtige model, spolespænding og temperaturversion, der er bestilt.
5. Få den elektriske levetid skriftligt: ​​belastningstype, spænding, strøm, effektfaktor og omgivende.
6. Kvalificer en anden kilde eller pakkemulighed med samme fodaftryk før volumenproduktion.

FAQ: Spørgsmål til valg af PCB-relæ

Valg af PCB-relæ belønner ingeniøren, der læser vurderingsbetingelser i stedet for overskriftsnumre. Nail belastningstypen, den værste spolespænding og den mekaniske tegning, og de fleste overraskelser, der er tilbage i feltet, forsvinder. Zhejiang Fanhar Electronics fremstiller strøm-, låse-, industri-, nyenergi-, signal-, bil- og solid state-relæer på automatiserede linjer sammen med strømtransformatorer og shunts og understøtter anmodninger om spole-, kontakt- og terminalvarianter, når en katalogdel lander tæt på kravet.