一、繼電器（relay）的工作原理和特性

當(dāng)輸入量(如電壓、電流、溫度等)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開的電器?？煞譃殡姎饬?如電流、電壓、頻率、功率等)繼電器及非電氣量(如溫度、壓力、速度等)繼電器兩大類。具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。

繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。

1、電磁繼電器的工作原理和特性

電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。

2、熱敏干簧繼電器的工作原理和特性

熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測(cè)和控制溫度的新型熱敏開關(guān)。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏干簧繼電器不用線圈勵(lì)磁，而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。恒磁環(huán)能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。

3、固態(tài)繼電器（SSR）的工作原理和特性

固態(tài)繼電器是一種兩個(gè)接線端為輸入端，另兩個(gè)接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電隔離。

固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。按開關(guān)型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。

二、繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

1、額定工作電壓

是指繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。

2、直流電阻

是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測(cè)量。

3、吸合電流

是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對(duì)于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。

4、釋放電流

是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。

5、觸點(diǎn)切換電壓和電流

是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。

三、繼電器測(cè)試

1、測(cè)觸點(diǎn)電阻

用萬能表的電阻檔，測(cè)量常閉觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)電阻，其阻值應(yīng)為0，(用更加精確方式可測(cè)得觸點(diǎn)阻值在100毫歐以內(nèi))；而常開觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)的阻值就為無窮大。由此可以區(qū)別出那個(gè)是常閉觸點(diǎn)，那個(gè)是常開觸點(diǎn)。

2、測(cè)線圈電阻

可用萬能表R×10Ω檔測(cè)量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路現(xiàn)象。

3、測(cè)量吸合電壓和吸合電流

找來可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表，給繼電器輸入一組電壓，且在供電回路中串入電流表進(jìn)行監(jiān)測(cè)。慢慢調(diào)高電源電壓，聽到繼電器吸合聲時(shí)，記下該吸合電壓和吸合電流。為求準(zhǔn)確，可以試多幾次而求平均值。

4、測(cè)量釋放電壓和釋放電流

也是像上述那樣連接測(cè)試，當(dāng)繼電器發(fā)生吸合后，再逐漸降低供電電壓，當(dāng)聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時(shí)，記下此時(shí)的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。一般情況下，繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10～50％，如果釋放電壓太小（小于1/10的吸合電壓），則不能正常使用了，這樣會(huì)對(duì)電路的穩(wěn)定性造成威脅，工作不可靠。

四、繼電器的電符號(hào)和觸點(diǎn)形式

繼電器線圈在電路中用一個(gè)長方框符號(hào)表示，如果繼電器有兩個(gè)線圈，就畫兩個(gè)并列的長方框。同時(shí)在長方框內(nèi)或長方框旁標(biāo)上繼電器的文字符號(hào)“J”。繼電器的觸點(diǎn)有兩種表示方法：一種是把它們直接畫在長方框一側(cè)，這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要，把各個(gè)觸點(diǎn)分別畫到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點(diǎn)與線圈旁分別標(biāo)注上相同的文字符號(hào)，并將觸點(diǎn)組編上號(hào)碼，以示區(qū)別。繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式：

1.動(dòng)合型（H型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。

2.動(dòng)斷型（D型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。

3.轉(zhuǎn)換型（Z型）這是觸點(diǎn)組型。這種觸點(diǎn)組共有三個(gè)觸點(diǎn)，即中間是動(dòng)觸點(diǎn)，上下各一個(gè)靜觸點(diǎn)。線圈不通電時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開和另一個(gè)閉合，線圈通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點(diǎn)組稱為轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭“z”表示。五、繼電器的選用

1.先了解必要的條件

①控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；

②被控制電路中的電壓和電流；

③被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。選用繼電器時(shí)，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。

2.查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號(hào)和規(guī)格號(hào)。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對(duì)是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。

3.注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對(duì)于小型電器，如玩具、遙控裝置則應(yīng)選用超小型繼電器產(chǎn)品。

繼電器技術(shù)的發(fā)展

微電子技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、光電子技術(shù)以及空間技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)繼電器技術(shù)提出了新的要求，新工藝、新技術(shù)的發(fā)展無疑對(duì)繼電器技術(shù)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。

微電子技術(shù)和超大規(guī)模IC的飛速發(fā)展對(duì)繼電器也提出了新的要求。第一是小型化和片狀化。如IC封裝的軍用TO－5(8.5×8.5×7.0mm)繼電器，它具有很高的抗振性，可使設(shè)備更加可靠；第二是組合化和多功能化，能與IC兼容、可內(nèi)置放大器，要求靈敏度提高到微瓦級(jí)；第三是全固體化。固體繼電器靈敏度高，可防電磁干擾和射頻干擾。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及使得微機(jī)用繼電器的需求量顯著增加，帶微處理器的繼電器將迅速發(fā)展。80年代初，美國生產(chǎn)的數(shù)字式時(shí)間繼電器就可用指令對(duì)繼電器進(jìn)行控制，繼電器與微處理器的組合發(fā)展，可形成一個(gè)小巧完善的控制系統(tǒng)。由計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人目前以每年3.5％的速度增長，現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)體制已能在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種低成本的繼電器，并可自動(dòng)完成多種操作及測(cè)試工作。

通訊技術(shù)的發(fā)展對(duì)繼電器的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。一方面是由于通訊技術(shù)的迅速發(fā)展使整個(gè)繼電器的應(yīng)用增加。另一方面，由于光纖將是未來信息社會(huì)傳輸?shù)闹鲃?dòng)脈，在光纖通訊、光傳感、光計(jì)算機(jī)、光信息處理技術(shù)的推動(dòng)下將出現(xiàn)光纖繼電器、舌簧管光纖開關(guān)等新型繼電器。

光電子技術(shù)對(duì)于繼電器技術(shù)將產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用，為實(shí)現(xiàn)光計(jì)算機(jī)的可靠運(yùn)行，目前已試制出雙穩(wěn)態(tài)繼電器。

為了提高航空、航天繼電器的可靠性，期望繼電器失效率應(yīng)由目前的0.1PPM降至0.01PPM；載人空間站則要求達(dá)到0.001PPM。耐溫要達(dá)到200℃以上，耐振要求高于490m/s，同時(shí)應(yīng)能承受2.32×10(4)C/Kg的α射線輻射。為滿足空間要求，必須加強(qiáng)可靠性研究，并建立專門的高可靠生產(chǎn)線。

新型特殊結(jié)構(gòu)材料、新分子材料、高性能復(fù)合材料、光電子材料，還有吸氧磁性材料、感溫磁性材料、非晶體軟磁材料的發(fā)展對(duì)研制新型磁保持繼電器、溫度繼電器、電磁繼電器都具有重要的意義，并必將出現(xiàn)新原理、新效應(yīng)的繼電器。

隨著微型和片式化技術(shù)的提高。繼電器將向二維、三維尺寸只有幾毫米的微型和表面貼裝化方向發(fā)展；現(xiàn)在國際上有些廠家生產(chǎn)的繼電器，體積只有5～10年前的1/4～1/8。因?yàn)殡娮诱麢C(jī)在減小體積時(shí)，需要高度不超過其它電子元件的更小的繼電器。通訊設(shè)備廠家對(duì)密集型繼電器的需求更加熱切，日本FujitsuTakamisawa公司生產(chǎn)的一種BA系列超密集信號(hào)繼電器的大小只有14.9(W)×7.4(D)×9.7(H)mm，主要用于傳真機(jī)和調(diào)制解調(diào)器，能承受3kV的波動(dòng)電壓。該公司推出的AS系列表面安裝繼電器的體積僅為14(W)×9(D)×6.5(H)mm。

在功率繼電器領(lǐng)域尤其需要安全可靠的繼電器，如高絕緣性繼電器。日本FujitsuTaKamisawa推出的JV系列功率繼電器內(nèi)含五個(gè)放大器，采用高絕緣性小截面設(shè)計(jì)，尺寸為17.5(W)×10(D)×12.5(H)mm。由于機(jī)芯和外緣之間采用強(qiáng)化絕緣系統(tǒng)，其絕緣性能達(dá)到5kV。日本NEC推出的MR82系列功率繼電器的功耗只有200mW。

在繼電器內(nèi)部裝入各種放大、延時(shí)、消觸點(diǎn)抖動(dòng)、滅弧、遙控、組合邏輯等電路可使其具有更多的功能。隨著SOP技術(shù)(SmallOutlinePackage)的突破，生產(chǎn)廠家有可能把越來越多的功能集成到一起。而繼電器與微處理器的組合將具備更廣泛的專門控制功能，從而實(shí)現(xiàn)高智能化。

新技術(shù)的成群崛起，將促進(jìn)不同原理、不同性能、不同結(jié)構(gòu)和用途的各類繼電器競(jìng)相發(fā)展。在科技進(jìn)步、需求牽引以及敏感、功能材料發(fā)展的推動(dòng)下，特種繼電器，如溫度、射頻、高壓、高絕緣、低熱電勢(shì)以及非電量控制等繼電器的性能將日臻完善。

電磁繼電器(EMR)從最初使用電話繼電器算起，至今已有150多年的歷史了。伴隨著電子工業(yè)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)70年代初期光耦合技術(shù)的突破，使固態(tài)繼電器(SSR，亦稱電子繼電器)異軍突起。同傳統(tǒng)繼電器相比，它具有壽命長、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。固態(tài)繼電器沒有機(jī)械開關(guān)，而且具有諸如與微處理器高度兼容、速度快、抗沖擊、耐振、低漏電等重要特性。同時(shí)，由于這種產(chǎn)品沒有機(jī)械接點(diǎn)，不產(chǎn)生電磁噪聲，從而不需要附加諸如電阻和電容等元件來保持靜音。而傳統(tǒng)繼電器則需要這些附加元件，因此，傳統(tǒng)繼電器往往笨重而復(fù)雜，且成本較高。

今后，小型密封繼電器市場(chǎng)開發(fā)的重點(diǎn)是與IC兼容的TO－5繼電器和1/2晶體罩繼電器。軍用繼電器將加速向工業(yè)/商業(yè)化轉(zhuǎn)移。美國軍用繼電器約占繼電器總額的20％。通用繼電器市場(chǎng)繼續(xù)向小型、薄型和塑封方向發(fā)展。小型印制板用繼電器仍將是通用繼電器市場(chǎng)發(fā)展的主流產(chǎn)品，固體繼電器將更趨廣泛，價(jià)格將繼續(xù)下降，并向高可靠、小體積、高抗浪涌電流沖擊和抗干擾性靠攏。舌簧繼電器市場(chǎng)將繼續(xù)擴(kuò)大。表面安裝繼電器的應(yīng)用領(lǐng)域和需求量將呈上升之勢(shì)

一、繼電器的定義

繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。

二、繼電器的繼電特性繼電器的輸入信號(hào)x從零連續(xù)增加達(dá)到銜鐵開始吸合時(shí)的動(dòng)作值xx,繼電器的輸出信號(hào)立刻從y=0跳躍到y(tǒng)=ym,即常開觸點(diǎn)從斷到通。一旦觸點(diǎn)閉合，輸入量x繼續(xù)增大，輸出信號(hào)y將不再起變化。當(dāng)輸入量x從某一大于xx值下降到xf,繼電器開始釋放，常開觸點(diǎn)斷開。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性，也叫繼電器的輸入-輸出特性。繼電器實(shí)質(zhì)是一種傳遞信號(hào)的電器，它根據(jù)輸入的信號(hào)達(dá)到不同的控制目的。繼電器一般是用來接通和斷開控制電器（電動(dòng)機(jī)）

如在直流電動(dòng)機(jī)里的電流繼電器，當(dāng)電流過小或過大時(shí)，它檢測(cè)到這種電流信號(hào)后便控制電動(dòng)機(jī)的啟停

還有如熱繼電器，如電動(dòng)機(jī)長期過載而使溫度過高時(shí)，它便控制電動(dòng)機(jī)停止

繼電器的選擇

1按使用環(huán)境選型

使用環(huán)境條件主要指溫度（最大與最?。穸龋ㄒ话阒?0攝氏度下的最大相對(duì)濕度）、低氣壓（使用高度1000米以下可不考慮）、振動(dòng)和沖擊。此外，尚有封裝方式、安裝方法、外形尺寸及絕緣性等要求。由于材料和結(jié)構(gòu)不同，繼電器承受的環(huán)境力學(xué)條件各異，超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境力學(xué)條件下使用，有可能損壞繼電器，可按整機(jī)的環(huán)境力學(xué)條件或高一級(jí)的條件選用。

對(duì)電磁干擾或射頻干擾比較敏感的裝置周圍，最好不要選用交流電激勵(lì)的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。那些用固態(tài)器件或電路提供激勵(lì)及對(duì)尖峰信號(hào)比較敏感地地方，也要選擇有瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。

2按輸入信號(hào)不同確定繼電器種類

按輸入信號(hào)是電、溫度、時(shí)間、光信號(hào)確定選用電磁、溫度、時(shí)間、光電繼電器，這是沒有問題的。這里特別說明電壓、電流繼電器的選用。若整機(jī)供給繼電器線圈是恒定的電流應(yīng)選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器。

3輸入?yún)⒘康倪x定

與用戶密切相關(guān)的輸入量是線圈工作電壓（或電流），而吸合電壓（或電流）則是繼電器制造廠控制繼電器靈敏度并對(duì)其進(jìn)行判斷、考核的參數(shù)。對(duì)用戶來講，它只是一個(gè)工作下極限參數(shù)值?？刂瓢踩禂?shù)是工作電壓（電流）/吸合電壓（電流），如果在吸合值下使用繼電器，是不可靠的、不安全的，環(huán)境溫度升高或處于振動(dòng)、沖擊條件下，將使繼電器工作不可靠。整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，不能以空載電壓作為繼電器工作電壓依據(jù)，而應(yīng)將線圈接入作為負(fù)載來計(jì)算實(shí)際電壓，特別是電源內(nèi)阻大時(shí)更是如此。當(dāng)用三極管作為開關(guān)元件控制線圈通斷時(shí)，三極管必須處于開關(guān)狀態(tài)，對(duì)6VDC以下工作電壓的繼電器來講，還應(yīng)扣除三極管飽和壓降。當(dāng)然