如何提高直流驱动电磁继电器开关的功率效率和功能

步骤1：3种常见电磁继电器类型

1. 标准非锁存（单稳态）：

单线圈磁线围绕低磁导率的磁芯（仅在磁化时磁化）线圈通电）。

通过弹簧将衔铁保持在稳定状态（未拉入）。

要求以任一极性向线圈施加直流电压，以拉入开关电枢。

需要连续电流暂时磁化电枢上的极片并保持此状态。

拉动电枢需要更多的电流来保持电枢。

使用：通用。

2. 锁存（双稳态）：

单线圈类型：

围绕半导磁芯的单线圈磁线（保持轻微磁化）。

通过弹簧将衔铁保持在未锁定状态（未拉入）。

只需要一个短脉冲的直流电源以一个极性施加到线圈，以便在此状态下拉入并磁性锁定开关电枢。

只需要将一个短的反极性脉冲施加到线圈上即可解锁。

双线圈类型：

围绕半导磁芯的两个磁线圈（保持轻微磁化）。

通过弹簧将衔铁保持在未锁定状态（未拉入）。

只需要一个短脉冲的直流电源，以一个极性施加到一个线圈，以拉入并在此状态下磁性锁定开关电枢

仅需短脉冲直流电源应用于第二个线圈，一个极性，解锁。

用途：工业控制之外，主要用于射频和音频信号切换。

3. 簧片类型：

单线圈磁线围绕低磁导率的磁芯（仅在磁化时磁化）线圈通电）。

密封间隔的弹簧金属触点密封在玻璃管（簧片）中。

簧片靠近线圈。

触点通过弹簧张力保持稳定状态。

要求以任一极性向线圈施加直流电压，以拉动触点打开或关闭。

需要连续电流将触点磁性保持在非稳定状态。

用途：几乎专门用于小信号切换。

第2步：优点＆amp; 3种类型的缺点

1。 标准非锁定（单稳态）：

优点：

通常最容易获得。

几乎总是价格最低的选择。

多功能，可靠。

无需驱动程序电路。

缺点：

传统上不节能驱动。

长时间通电时产生热量。

切换时噪音很大。

2。 锁定（双稳态）：

优点：

功效高，有时甚至超过SSR。

一旦启动，即使没有电源也要保持任一状态。

缺点：

比标准继电器更容易获得。

价格几乎总是高于标准继电器。

与标准继电器相比，通常更少的开关配置选项。

需要驱动电路。

3。 励展：

优点：

通常是3种类型中最紧凑的。

缺点：

更专业，更少可用，更少选项。

第3步：挤出那些像果汁一样的果汁

减少标准继电器保持电流的传统方法是通过串联电阻连接线圈大值电解电容与电阻并联。大多数非闭锁继电器只需要约2/3（或更少）的启动电流来保持状态。

当通电时，浪涌当电容器充电时，足以驱动继电器的电流流过线圈。

电容器充电后，保持电流受限于通过并联电阻提供。

第4步：最大化你的恶作剧

精心放置的钕磁铁和一个小电路，直流继电器的保持电流可以减少99.9％以上。 此技术适用于许多。..。..迷你继电器，但不是全部。

在进行之前：

完成此项目需要焊接技能和基本的电子知识。

电路电源电压范围为5VDC至24VDC。

由于电路中的电压降和电抗，请选择线圈电压额定值比电路电源低约25％的继电器。例如，使用12V电源：12V - 25％= 9V。

部件：

1 - 非闭锁继电器：3VDC-12VDC

钕磁铁：15mm×2mm-10mm×20mm×2mm

2-NPN晶体管：Q1＆amp; Q2 2N3904

1 - 肖特基二极管：D1 1N5817

1 - R12MΩ1/4W电阻器

1 - C11000μf16V - 35V电解电容器

工具：

Soldering Iron＆amp;焊料

Multi-Meter

热胶＆amp;枪

为了演示目的，所示继电器的外壳被切开，但在实践中不需要。在大多数情况下，如图所示，将磁铁直接放在塑料外壳顶部的开关电枢上方即可。可能需要尝试不同尺寸和强度的磁铁。除了在磁铁下方尝试薄塑料或纸板垫片外，还要将其放置在远离衔铁的位置。

磁铁放置：

放置磁铁，如图1所示。

将一个万用表探头连接到公共开关端子。将另一个探头连接到常开开关端子。将万用表设置为最大欧姆刻度或连续性测试模式。

给线圈供电（两极）。

如果仪表显示全零，或蜂鸣器响起，请断开继电器线圈的电源。

如果仪表继续指示开关保持关闭状态，请用胶带或热胶将磁铁固定在此位置。

如果不是，则反转线圈的极性。如果开关闭合，则断开电源，如果电源固定，则将磁铁固定到位。

如果继电器没有锁定任何一个极性，请尝试调整磁铁位置，或在磁铁下方放置一个薄的非磁性垫片。

继续重复这些步骤，直到开关启动，并在断电时保持锁定状态。然后将磁铁固定到位。

标记继电器主体上的电源极性。

再次反转线圈极性并确认继电器解锁。如果没有，可能需要进一步调整。

以这种方式添加磁铁会导致继电器用作自锁继电器。以下电路允许继电器表现得像标准的非自锁继电器，但保持电流降低了99.9％。

构建电路：

将组件焊接在一起，如本节顶部的照片序列所示。 确保电路极性与先前在继电器主体上标记的极性相匹配。如果方向反转为照片中显示的内容，则可以翻转磁铁。

电路功能：

接通电源后，当电容器C1充电时，继电器线圈会短暂通电。同时，Q2的基极反向偏置，因为它连接到电源地。这使Q2和Q1保持关断，并且还允许电源电流通过R1。

C1充电后，几乎没有电流流过继电器线圈，接受微小的电容漏电流，通常降至小于1μA。继电器保持状态，因为钕磁铁锁定了它。只要电路连接到电源，Q2的基极就会被通过R1的电流反向偏置。这是如何计算电流：如果电源是12V，则12/2，000，000Ω（R12MΩ）= .000006 A或6μA。

当电源断开时，Q2的基极通过存储在电容器C1中的电荷正向偏置R1。这将导通Q2和Q1，允许存储在C1中的电荷通过继电器线圈反向极性快速放电，从而将其解锁。 D1阻止Q2因C1的放电而反向偏置。

步骤5：锁存选项

通过一些附加组件，可以将电路配置为允许在非锁存和锁存模式之间进行选择。

其他组件：

1 - NPN晶体管：Q3 2N3904

1 - PNP晶体管：Q4 2N3906

2 - R2R34.7KΩ1/4W电阻器

2 - S1 S2 SPDT开关

Q4是闭锁开关，Q3是解锁开关。 B连接只需要瞬间脉冲接地，以便继电器锁定。 A连接只需要瞬间脉冲到电源正极，以便继电器解锁。当S1和S2闭合时，电路处于非锁定模式。当S1和S2打开时，电路处于锁定模式。在锁存模式下，通过向A和B连接提供瞬时脉冲，可以使用共享电源上的微控制器来控制该电路。