如何连接电路中的继电器:继电器的类型和用途

2019年7月18日

在接力赛中，两个人接过接力棒

接力赛在我们家很常见。不，不是那种真正的运动员跑得非常快，然后把接力棒交给下一个非常快的运动员的接力赛。相反，我们的接力赛形式略有不同，几乎每天都在进行。

“我不想做清理洗碗机的工作!”轮到她摆餐具了。我宁愿用吸尘来换喂猫。”我们永远不知道谁将赢得这些接力赛，但这些接力赛的交接简直令人惊叹。

在PCB设计中，我们从不拒绝任何一个完成任务的机会。今天，我们将看一看继电器，更具体地说，如何将继电器连接到电路中。

回到基础:电路继电器

继电器范围从电磁和簧片继电器到固态，混合和热继电器。一个标准的交流或直流电磁继电器由一个电磁铁组成，它接收电信号，并将信号转换成开关的机械动作，从而打开和关闭电路。簧片继电器的特点是一对磁条(簧片)密封在玻璃管内。在线圈上施加磁场会使簧片在开关发生时起致动器和接触叶片的作用。

环境温度从极限的任何增加都会导致热继电器的触点从一个位置切换到另一个位置，因为它保护电机或其他设备免受过载条件的影响。与电磁继电器、簧片继电器和热继电器相比，固态继电器没有活动部件。不同类型的固态继电器包括簧片继电器耦合继电器，变压器耦合继电器和光耦合继电器。混合式继电器将电磁继电器与电子元件结合在一起。

继电器的应用包括消费电子设备、工业机械、控制面板、医疗和科学设备、通信设备和运输。从手机到烤箱和炉灶的消费设备都包含继电器作为控制电路的一部分。在汽车工业中，继电器控制门，自动破碎系统，动力转向，电动窗和天窗。传送带、电梯和电梯也依赖继电器。

我们可以按触点、安装类型、结构或功能对继电器进行分类。根据应用的不同，继电器可以利用触点，也可以没有任何触点。例如，电磁继电器的接触形式包括单刀单抛、双刀单抛和双刀双抛继电器。

电磁继电器在工作

特定类型的电路板可能需要分立安装继电器或表面安装继电器。在结构方面，一些应用可能使用密封继电器，而其他应用则需要通量保护继电器。单侧继电器在接收到输入信号后开启或关闭。相反，闭锁继电器在接收到输入信号后保持开或关。

机电和簧片继电器

用于开关控制系统电源管理的电阻性和感性负载的机电和簧片继电器。继电器直接安装在PCB上，并适合一个紧凑的标准继电器包。机电PCB继电器包括线圈、电枢和触点。对线圈施加电源形成磁场，使电枢移动，触点打开或关闭。机电式继电器具有优异的触点额定值和广泛的形式，配合和功能，适用于不同的应用。

簧片继电器由线圈包裹在密封的玻璃管组成，玻璃管包含簧片和触点。对簧片继电器线圈施加电源形成磁场，使簧片移动，触点关闭。考虑到结构类型，簧片继电器具有较长的机械和电气寿命，并具有在0.45至1.00微秒范围内的快速开关时间。

PCB安装固态继电器

商业和工业应用，如专业食品设备、医疗设备和可再生能源系统，需要占地面积更小的设备，并且通常需要在单列直列封装(SIP)或双列直列封装(DIP)中构建继电器。固态继电器(SSR)具有使用寿命长、无触点弹跳、无拱起、无过零能力、低功率输入、抗冲击和振动能力强等优点。此外，SIP和DIP PCB安装固态继电器节省空间，并具有特定的功率要求。

有关将继电器连接到PCB的决定包括操作条件、结构和安装类型。负载电流、浪涌电流、气流和环境温度等条件都会影响固态继电器的尺寸和间距。由于散热的需要，携带5安培负载电流和消耗大约5瓦功率的PCB安装固态继电器需要额外的间距。如果没有30mil或更多的分离，来自一个固态继电器的热量会影响第二个固态继电器的运行。

非密封、密封和磁通保护继电器

将电磁继电器安装到PCB上时，应检查继电器是否未密封、密封或为磁通保护继电器。由于未密封的继电器缺乏任何防止焊剂或清洁溶剂渗透内部机构的保护，因此继电器需要人工焊接，不能承受浸泡式清洗。安装非密封继电器时，将端子与PCB表面分离，并将触点置于远离底座的位置。

密封继电器防止焊剂和清洁溶剂渗入继电器外壳。与密封继电器一样，磁通保护继电器的设计防止磁通进入继电器外壳。焊剂保护继电器直接焊到PCB上，不能承受浸泡清洗。

继电器引脚端子

将继电器连接到PCB的另一个步骤包括引脚端子和继电器的配置。表中所示的标准化方法识别电磁继电器的端子。

终端	终端描述
_COIL	线圈的一端-电压连接到端子，为线圈供电
线圈	线圈的一端-电压连接到端子，为线圈供电
NO -常开	当线圈接收到足够的电压时，连接到继电器将供电的设备。当继电器没有电源时，设备保持关闭状态，当继电器有电源时，设备打开。
NC -常闭	当继电器没有电源时，终端连接到设备上供电。当继电器没有电源时，设备保持打开状态，当继电器有电源时，设备关闭。

簧片继电器有正极和负极端子。固态继电器有输入端子、负载端子和输出端子。与电机串联的热继电器有两个端子。

电磁继电器PCB设计要求

对紧凑设备的需求推动了直接焊接到PCB上的小型电磁继电器的发展。即使有更小的继电器，安装继电器的物理过程也需要注意焊接、加热和清洗。如果电磁继电器的内部机构变形，继电器将不能按需要工作。制造商建议玻璃环氧树脂或纸环氧树脂PCB材料和厚度为1.6毫米安装继电器。PCB继电器要求35 μ m和70 μ m的标准导体厚度。

继电器在透明的外壳内相互堆叠