汽车继电器知识与选用

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1、 - 1 - 第一章 继电器基础知识 第一节 继电器的定义 一、继电器的定义 继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的 自动控制器件。 二、继电器的继电特性 继电器的输入信号 x 从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值 xx,继电器的输出信号立刻 从 y=0 跳跃到 y=ym,即常开触点从断到通。一旦触点闭合，输入量 x 继续增大，输出信号 y 将不 再起变化。当输入量 x 从某一大于 xx值下降到 xf,继电器开始释放，常开触点断开（如图 1） 。我 们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性。 释放值 xf与动作值 xx的比值叫做返

2、馈系数，即 Kf= xf /xx 触点上输出的控制功率 Pc与线圈吸收的最小功率 P0之比叫做继电器的控制系数，即 Kc=PC/P0 第二节 继电器的分类 一、按作用原理分 1、电磁继电器 在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。 - 2 - 它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器。 1）直流电磁继电器：输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。 2）交流电磁继电器：输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。 3）磁保持继电器：将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通 电时的状态，具有两个稳定状态。 4）极

3、化继电器：状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。 5）舌簧继电器：利用密封在管内，具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开、闭 或转换线路的继电器。 2 固态继电器 输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。 3 时间继电器 当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的 继电器。 4 温度继电器 当外界温度达到规定值时而动作的继电器 5 风速继电器 当风的速度达到一定值时，被控电路将接通或断开。 6 加速度继电器 当运动物体的加速度达到规定值时，被控电路将接通或断开。 7 其它类型的继电器 如光继电器、声继电器、热继电器等。 二

4、、按外形尺寸分 表 1 继电器外形尺寸分类 名 称 定 义 微型继电器 最长边尺寸不大于 10mm 的继电器 超小型继电器 最长边尺寸大于 10mm，但不大于 25mm 的继电器 小型继电器 最长边尺寸大于 25mm，但不大于 50mm 的继电器 三、按触点负载分 表 2 继电器触点负载分类 名 称 定 义 微功率继电器 小于 0.2A 的继电器。 弱功率继电器 0.2的继电器。 中功率继电器 210A 的继电器。 大功率继电器 10A 以上继电器。 - 3 - 四、按防护特征分 表 3 继电器防护特征分类 名 称 定 义 密封继电器 采用焊接或其它方法， 将触点和线圈等密封在金属 罩内，其泄

5、漏率较低的继电器 塑封继电器 采用封胶的方法，将触点和线圈等密封在塑料罩 内，其泄漏率较高的继电器 防尘罩继电器 用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电器 敞开继电器 不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器 五、按用途分 表 4 继电器用途分类 名 称 定 义 通讯继电器 （包括高频继电器） 该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流， 环境使用条件要求不 高。 机床继电器 机床中使用的继电器，触点负载功率大，寿命长。 家电用继电器 家用电器中使用的继电器，要求安全性能好。 汽车继电器 汽车中使用的继电器， 该类继电器切换负载功率大， 抗冲、 抗振性高。 第三节 电磁继电器工作原理、构成及主要技术

6、指标 一、电磁继电器工作原理 图 2 所示，当电磁继电器线圈两端加上一定的电压或电流，线圈产生的磁通通过铁心、轭铁、 - 4 - 衔铁、磁路工作气隙组成的磁路，在磁场的作用下，衔铁吸向铁心极面，从而推动触点常闭触点 断开，常开触点闭合；当线圈两端电压或电流小于一定值时，机械反力大于电磁吸力时，衔铁回 到初始状态，常开触点断开，常闭触点接通。 二、电磁继电器的组成部分 电磁继电器由磁路系统、接触系统和复原机构组成。 磁路系统由铁心、轭铁、衔铁、线圈等零件组成。 接触系统由静簧片、动簧片、触点底座等零件组成。 复原机构由复原簧片或拉簧组成。 三、电磁继电器技术指标的含义 1、环境温度范围 环境温度

7、范围是指继电器允许工作的最高环境温度至最低环境温度的范围。 2、贮存温度范围 贮存温度范围是指继电器允许贮存的最高环境温度至最低环境温度的范围。 3、振动（正弦振动） 振动是指一种重复周期的正弦运动，其加速度值是位移与频率的函数。 继电器在承受产品标准所规定的频率范围和加速度的作用下， 继电器任何一对闭合触点的 断开时间小于 10uS 或 100uS，任何一对断开触点的闭合时间小于 10uS。 4、冲击强度 冲击强度是指给定一个大小、 波形和持续时间的连续单向力脉冲作用后， 产品能维持正常 工作的能力。 继电器在经受产品标准规定的加速度和次数的冲击作用后， 继电器应无零件松动和机械损 坏，电气

8、参数应符合要求。 5、冲击稳定性 冲击稳定性是指给定一个一定大小， 波形和持续时间的单向力脉冲作用下， 产品维持正常 工作的能力。 继电器在产品标准规定的加速度和次数的冲击下， 继电器的任何一对触点的抖动 （即闭合 触点的断开和断开触点闭合）时间应符合规定。触点抖动的时间的最大允许值分： 10uS,100uS。 6、恒加速度 恒加速度是指产品绕一定轴旋转所具有的加速度。 继电器在产品标准规定的恒加速度的作用下，吸动、释放电压应符合产品标准的规定。 7、绝缘电阻 继电器的绝缘电阻是指各不相连导电部分间的绝缘部分在外加一定直流电压时所呈现的 电阻值。 - 5 - 8、介质耐压 继电器的介质耐压系指

9、互不相连导电部分间的绝缘部分承受规定电压而无击穿和过大漏 电流的能力。 9、接触电阻 在规定条件下一对接合的接触件的电阻。 10、动作电压 继电器的所有触点从释放状态到达工作状态时所需绕组电压(或电流)的最小值。 11、保持电压 继电器的所有触点继续保持在工作状态所需绕组电压(或电流)最小值。 12、释放电压 继电器的所有触点恢复至释放状态时所需绕组电压(或电流)的最大值。 13、动作时间 自绕组通电开始到所有触点达到工作状态时所需的时间。 14、释放时间 自绕组断电开始到所有触点恢复到释放状态时所需的时间。 15、触点回跳时间 对于正在闭合（或断开）其电路的触点，从触点电路第一次闭合（或断开

10、）的瞬间起至触 点电路最终闭合（或断开）的瞬间止的时间间隔。 16、灵敏度 指触点转换时，线圈具有的最小功率。 17、功耗 继电器线圈在额定电压作用下，线圈所消耗的功率。 18、最大负载 1）最大负载电流：指继电器触点能切换的最大电流。 2）最大负载电压：指继电器触点能切换的最大电压。 四、汽车继电器技术性能的特殊性 汽车中的电源现在多用 12V，线圈电压大都设计为 12V。由于是蓄电池供电、电压不稳定； 环境条件恶劣，吸动电压 V60%VH（定额工作电压） ；线圈过电压允许达 1.5VH。线圈功耗较 大，一般为 1.62W，温升较高。 环境要求相当苛刻：在发动机舱，环境温度范围要求为4012

11、5，其他位置环境温度 范围为4085；在发动机舱里使用的继电器要能经受砂尘、水、盐、油的侵害；振动、冲 击相当苛刻。 - 6 - 第二章 如何选用汽车继电器 一、继电器选择要点 性能及项目 选择要点 触点 组合方式 触点额定负载值 触点材料 电气寿命 接触电阻 应使用等于或多于所需触点数的产品； 最好使继电器的寿命与所用设备的寿命平衡； 触点材料应符合使用的负载类型， 对于低电平或中等电 流应提出特殊要求。 线圈 额定电压 动作电压 释放电压 最大连续工作电压 线圈直流电阻 交流电源频率 应根据实际使用电源的波动选择额定电压； 对环境温度要给予足够的考虑，保证不超过规定值。 当用于与半导体连接

12、时， 应考虑有足够的功率能够驱动 继电器； 线圈工作电压不应超过规定的范围。 动作时间 动作时间 释放时间 开断频率 回跳时间应短于响应时间及相应的操作时间； 开断频率不应超过规定值 机械性能 耐振动 耐冲击 环境温度 机械寿命 应考虑使用现场的冲击、振动条件； 当在高温环境下使用继电器时，应要求绝缘耐热等级 其他项目 安装方式 外壳 外形尺寸 选择标准的连接方式； 在有害气体或其他易污染的环境中使用继电器时应优 选塑封继电器； 提出其他的特殊要求。 二、外形、安装方式、安装尺寸 汽车继电器选型时可以按下述要点逐项开展分析和研究： 外形及安装方式； 输入参数； 输出参数； 环境条件； - 7

13、- 电磁兼容； 安装使用要求。 汽车继电器必须按整车的具体要求，外形、安装方式、安装脚位选择，一般采用以下原则： 1、满足同样负载要求的产品具有不同的外形尺寸，根据所允许的安装空间，可选用低高度 或小安装面积的产品。 2、汽车继电器的安装方式有PCB板式、ISO插座安装式、ISO 280插座安装式和外壳固定、卡 装安装方式。对体积小、不经常更换的继电器，一般选用PCB板式，对经常更换的继电器， 选用插座安装方式。对主回路电流超过20A的继电器，一般选用插座快速连接式，防止大 电流通过线路板，造成线路板发热损坏（短期工作继电器除外） 。对体积大的继电器，可 选用外壳安装式，防止在冲击、振动条件下

14、，安装脚损坏。 三、输入参量选择原则 汽车继电器的输入参量有：12VDC输入参量、24VDC输入参量、12VDC脉冲输入参量、24VDC脉 冲输入参量。在选用时考虑以下参数： 线圈额定电压 线圈功耗 动作电压、释放电压 最大连续通电电流 线圈电阻 线圈温升 脉冲输入参量的脉宽（磁保持继电器） 输入参量选择关注： 1、环境温度：使用环境的温度和线圈的温升对动作电压的影响，一般分引擎舱（最高温度要 求为125）和驾驶舱（最高温度要求为85）；继电器线圈电阻随温度的变化而变化， 这对继电器动作、释放电压的影响是明显的。温度每上升1，线圈电阻会上升4。当继 电器线圈通电一段时间后，线圈发热。这时进行继

15、电器触点切换动作，其动作电压高于冷 态动作电压。 2、动作电压：用晶体管和集成电路驱动继电器时，注意晶体管和集成电路电压的压降和继电 器线圈反电势对晶体管和集成电路的破坏作用。 3、线圈额定电压：在继电器常开触点闭合后，一般要求线圈上应施加最低动作电压以上的电 压，汽车继电器不推荐使用低保持电压，因为会减弱产品抗振性，在汽车剧烈颠簸时可能 会发生误动作。 - 8 - 4、线圈最大工作电压：汽车继电器为满足低动作电压的要求（60%额定电压），一般设计功 耗较高，长期施加在线圈上的电压值，一般应小于120%额定电压，若需达到130%额定电压 及以上值时，需与继电器生产厂家联系，取得技术支持。特别在

16、高温下使用，会造成线圈 温度过高，老化加速-最终线圈绝缘层损坏，匝间短路而失效。 5、释放电压：汽车继电器释放电压一般为10%额定电压，当线路上剩余电压过大，会造成继 电器不释放。 四、输出参量 继电器输出参量选用时应考虑以下参数： 触点组数 触点形式 触点负载 触点材料 电气寿命、机械寿命 1、负载类型、负载类型 国内大多数继电器负载能力，只标最大纯阻性负载，这给用户在选择继电器负载时，产 生二种误解，导致选型失误。误解之一是：用户实用的往往不是纯阻负载，而是感性的、灯 的、电机的或容性的负载，负载大小等同或接近于阻性负载；误解之二是：负载可以从低电 平到额定负载，均能适应。应该指出，能可靠转换10A阻性负载的继电器，不可转换10A的感 性负载，不一定能可靠转换10mA的负载。因为不同性质负载