在智能控制器產(chǎn)品中，我們通常會(huì)用到功率繼電器這一重要的器件，下面為大家簡單分享下自己在功率繼電器選型和應(yīng)用時(shí)踩過的一些坑.

繼電器構(gòu)造及原理

繼電器工作原理如上圖所示，通過在驅(qū)動(dòng)線圈部分輸入控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)，控制彈片的開合；

目前實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景是：通過GPIO端口控制H/L，在線圈部分加載5VDC電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出測(cè)AC通道的開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)弱電控強(qiáng)電；

對(duì)繼電器需額外注意以下兩個(gè)方面：

1：驅(qū)動(dòng)線圈和彈片的安規(guī)隔離認(rèn)證的要求

2：繼電器負(fù)載耐久性認(rèn)證問題

在智能控制器產(chǎn)品認(rèn)證過程中，如果發(fā)現(xiàn)繼電器UL認(rèn)證證書不滿足產(chǎn)品的宣稱，則需增加隨機(jī)認(rèn)證（時(shí)間長，兩年維護(hù)一次，且有fail的風(fēng)險(xiǎn)），否者需要重新選型，體積布局變化又需要重新設(shè)計(jì)，影響產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度；

如下是根據(jù)以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)整理的繼電器選型時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮的參數(shù)，總表參照如下，后頁對(duì)每個(gè)參數(shù)做詳細(xì)介紹：

下面講解以上表格中的關(guān)鍵參數(shù)：

1：繼電器類型

磁保持繼電器：線圈被激勵(lì)時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，去掉激勵(lì)后，觸點(diǎn)仍然保持該狀態(tài)，要使觸點(diǎn)恢復(fù)原狀，需要給單線圈型繼電器施加反向激勵(lì)，或者給雙線圈型的復(fù)位線圈施加激勵(lì).

單穩(wěn)態(tài)繼電器：線圈被激勵(lì)時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，去掉激勵(lì)后，觸點(diǎn)恢復(fù)原狀.所以我們通常稱之為非磁保持繼電器

極化繼電器：觸點(diǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換取決于線圈端激勵(lì)電壓極性，與單穩(wěn)態(tài)繼電器差別是動(dòng)鐵材質(zhì)，單穩(wěn)態(tài)為鐵，極化繼電器為永磁，需要符合激勵(lì)極性才動(dòng)作；

注：一般根據(jù)客戶的要求及成本考量，磁保持相對(duì)貴，但是只需要一次觸發(fā)≈100ms，可以節(jié)約長期功耗需求；

在磁保持繼電器應(yīng)用中，初始化時(shí)需要對(duì)繼電器進(jìn)行復(fù)位操作，進(jìn)入OFF態(tài)，防止斷電后由于設(shè)備未拔電造成危險(xiǎn)動(dòng)作，如電鉆、鋸子等

在燈具的控制應(yīng)用中需要初始態(tài)為ON，參照于智能燈具設(shè)置初始態(tài)均為100%亮度，應(yīng)對(duì)客戶新燈具上電即為亮狀態(tài)，客戶體驗(yàn)考慮；此邏輯與上相悖，且易造成停電又來電后設(shè)備一直在耗電，但這是目前市場(chǎng)常規(guī)做法；

2.繼電器觸點(diǎn)

2.1：觸點(diǎn)形式

例如：德國走向智能插頭如果需要做GS認(rèn)證需要選用雙斷開關(guān)（EK 647-17），做CE認(rèn)證可以不滿足；

2.2：電耐久性

在觸點(diǎn)上施加額定負(fù)載，線圈上施加額定電壓時(shí)，繼電器可以正常切換的次數(shù)，一般以“次數(shù)”表示；常見規(guī)格電耐久性10萬次，機(jī)械耐久性100萬次（不帶載）

2.3：觸點(diǎn)負(fù)載

例如：額定負(fù)載要求如250V/16A，負(fù)載類型為：電子整流器、鎢絲燈；

不同負(fù)載類型有不同穩(wěn)態(tài)電流值和沖擊電流，如下為圖表所示，瞬態(tài)值對(duì)繼電器選型起決定性因素如下頁所述：

2.4 觸點(diǎn)電耐久性需求

      下圖某16A/250V繼電器部品的規(guī)格書，額定阻性負(fù)載滿足10萬次認(rèn)證，但10A的電子整流器（容性）下只能滿足3萬次；

例如：控制器認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)UL60730中要求滿足最低6000次額定標(biāo)稱負(fù)載的開關(guān)次數(shù)要求

對(duì)于觸點(diǎn)的電耐久性，除了考慮次數(shù)外，還需要關(guān)注繼電器負(fù)載認(rèn)證時(shí)的溫度參數(shù)；

舉個(gè)例子，某產(chǎn)品要宣稱環(huán)境溫度80℃，負(fù)載:277VAC  5A  類型為：Electronic Ballast, Tungsten, and Standard Ballast.

下圖為宏發(fā)某款繼電器UL證書， 可以看到該繼電器認(rèn)證時(shí)，對(duì)應(yīng)負(fù)載下，測(cè)試環(huán)境溫度只有60℃，所以當(dāng)產(chǎn)品宣稱80℃環(huán)境溫度時(shí)，則需增加隨機(jī)測(cè)試，所以前期的選型一定要考慮到觸電耐久性的認(rèn)證條件，避免增加隨機(jī)測(cè)試.

2.5 觸點(diǎn)損害機(jī)理及改善

2.5.1：觸點(diǎn)損害機(jī)理

接通過程：如電機(jī)、電容、螺線管、白熾燈（冷態(tài)時(shí)低阻）會(huì)引起數(shù)倍于穩(wěn)態(tài)電流的沖擊電流 ；

關(guān)斷過程：斷開螺線管、電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)載時(shí)會(huì)引起數(shù)百—數(shù)千V的反向電壓，在觸點(diǎn)間就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象；

如上的沖擊電流和反向電壓均會(huì)使觸點(diǎn)受到很大的損害，明顯縮短繼電器的使用壽命；

觸點(diǎn)溶著圖示

觸點(diǎn)遷移圖示

2.5.2：過零電路

沖擊電流是峰值電壓直接加載在容性負(fù)載下造成的，通過增加電壓過零電路可以有效改善沖擊電流（沒有電壓突變，電容電壓慢慢隨輸入增加），以下圖示為歐姆龍某繼電器單品增加過零后對(duì)觸點(diǎn)的改善圖示，效果是非常明顯；

對(duì)于繼電器過零電路設(shè)計(jì)中存在以下如下難點(diǎn)：

繼電器為機(jī)構(gòu)部品，存在響應(yīng)延遲ms級(jí)別。如果處理不好，檢測(cè)時(shí)是電壓零點(diǎn)，實(shí)際響應(yīng)時(shí)卻是電壓波峰，壽命惡化。

目前有的方法是通過軟件學(xué)習(xí)識(shí)別繼電器實(shí)際延遲時(shí)間修改繼電器的開啟時(shí)間，實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的真正過零，右下圖為增加軟件補(bǔ)償后實(shí)現(xiàn)過零測(cè)試波形；