Selectiegids voor PCB-relais: spoel-, contact-, belasting- en thermische regels om te controleren

Conclusie eerst: een PCB-relais presteert alleen zo goed bij de slechtst denkbare belasting, de omgevingstemperatuur in de behuizing en de spoelaandrijvingsmarge die u eraan geeft. Kies uit zes parameters, verifieer er twee bij uw maximale omgevingstemperatuur en behandel elk cijfer voor de schakellevensduur op het gegevensblad als alleen geldig onder de belastingsomstandigheden die ernaast zijn afgedrukt.

De mislukking die de meeste zoekopdrachten naar een selectiegids start, ziet er als volgt uit. Een apparaatbord van 16 A is geverifieerd bij 25 C met een ohmse belasting, en het relais heeft een nominaal vermogen van 16 A bij 250 VAC voor 30.000 schakelingen. In productie is de belasting een schakelende voeding met een inschakelstroom van 20 A, de behuizing bereikt 70 C en de drivertransistor laat 0,7 V van de 12 V-rail vallen. Het contact last in maand zeven en het relais krijgt de schuld in plaats van de beoordelingsomstandigheden.

De onderstaande secties behandelen de cijfers die feitelijk beslissen of een doorgaand gat of een SMT-relais overleeft, en wanneer een vergrendelende, verzegelde of 105 C-versie de extra kosten waard is.

Zes parameters die beslissen over de selectie van PCB-relais

Werk deze in volgorde door. Iedereen kan een kandidaat elimineren voordat u tijd besteedt aan voetafdruktekeningen.

Twee hiervan hebben bankbevestiging nodig in plaats van het lezen van de datasheet: de spanning die moet werken op de laagste voedingsrail en de contacttemperatuur stijgt onder de werkelijke belasting.

Spoelaandrijving: ontwerp voor de spanning die moet werken, niet voor de nominale spanning

Het is niet gegarandeerd dat een 12 VDC-spoel aantrekt bij 12 V. De must-operation-spanning wordt doorgaans gespecificeerd op ongeveer 75% van de nominale spanning bij 20 C, dus ongeveer 9 V. De koperweerstand stijgt ongeveer 0,4% per graad Celsius, dus een spoel die bij 85 C zit, heeft een merkbaar hogere wikkelingsweerstand, trekt minder stroom uit dezelfde aangelegde spanning en ontwikkelt minder magnetische kracht. De contactdruk neemt ook af naarmate de onderdelen uitzetten, waardoor de contactweerstand tegelijkertijd toeneemt.

De praktische regel is om de spoel minimaal 90% van de nominale waarde te geven wanneer de voeding minimaal is en de printplaat op zijn heetst is. Voor een 12 V-rail moet u rekening houden met de tolerantie van de regelaar, de verzadigingsspanning van de transistor (0,3 tot 0,7 V voor een bipolaire driver, veel minder voor een MOSFET) en eventuele connector- of serieverlies. Onder ongeveer 80% kunt u gebabbel of een gemiste pull-in aan de koude kant van het bereik verwachten.

Release gedraagt ​​zich anders. Een vrijloopdiode is de standaardbeveiliging, maar verlengt de releasetijd met enkele milliseconden. Een diode plus zener of een RC-snubber komt sneller los, ten koste van extra onderdelen en een hogere piekspanning op de driver. Als het relais binnen een gedefinieerd venster moet uitvallen, test dan het echte snubbernetwerk in plaats van aan te nemen.

Contactbelasting en reductie: inschakel- en DC-bogen

Contactbeoordelingen zijn afhankelijk van het belastingstype, en het belastingstype wordt door de meeste shortlists genegeerd. Gloeilampen en capacitieve voedingen verbruiken inschakelstromen die gedurende enkele milliseconden 10 tot 20 maal de steady-state-waarde bedragen; motoren trekken 6 tot 8 keer. Een relais dat wordt gevraagd om die belastingen te schakelen, heeft een testcijfer voor inschakelstroom nodig, niet alleen de continue beoordeling.

DC-belastingen zijn moeilijker. Een AC-boog dooft bij elke nuldoorgang, ongeveer 100 tot 120 keer per seconde. Een DC-boog doet dat niet, dus hetzelfde relais met een nominaal vermogen van 16 A bij 250 VAC mag slechts een nominaal vermogen van 5 tot 10 A hebben bij 30 VDC. Als uw toepassing DC schakelt, begin dan met de DC-tabel en verminder opnieuw voor inductieve belastingen.

Materiaalkeuze volgt de belasting. AgSnO2 is bestand tegen lassen onder een lamp en capacitieve inschakelstroom, en daarom verschijnt het op apparaatschakelrelais. AgNi is geschikt voor resistieve en licht-inductieve belastingen. Vergulden hoort thuis in droge circuits, zoals signaalpaden op laag niveau waar oxidefilms intermitterend contact zouden veroorzaken; het is de verkeerde keuze voor elke belasting die echte stroom draagt. Gesplitste contacten helpen waar een contact betrouwbaar moet werken bij zowel lage als matige stroom, omdat twee contactpunten een tweede kans geven om te maken.

Vergrendelend of monostabiel: beslis op basis van het standby-vermogensbudget

Een monostabiel relais houdt alleen positie vast terwijl er stroom door de spoel vloeit. Een spoel van 12 V met een vermogen van 400 mW verbruikt continu ongeveer 33 mA, wat 0,4 W aan warmte is in een afgesloten behuizing en een reële kostenpost voor een meter of een product op batterijen met meerdere relais. Een magnetisch vergrendelingsrelais verandert van status met een puls van 10 tot 50 ms en houdt vervolgens vast zonder houdstroom.

De wisselwerking is de complexiteit van de aandrijving en het gedrag van de toestand. Vergrendelende relais hebben een polariteitsomkerende puls nodig, meestal van een H-brug of twee transistors, en de puls moet lang genoeg zijn om de mechanische overdracht te voltooien. In ruil daarvoor blijft het contact waar het was door een stroomonderbreking, en dat is precies wat energiemeters en verlichtingscontrollers willen. Een versie met één spoel gebruikt één wikkeling en omgekeerde polariteit; een dubbelspoelversie maakt gebruik van twee wikkelingen, wat de driver vereenvoudigt tot twee low-side schakelaars. De FH31L-familie biedt zowel enkelspoel- als dubbelspoelopties, zodat een ontwerp de aandrijfstijl kan veranderen zonder de footprint te veranderen.

FH31L 80A Vergrendelingsrelais voor slimme meters IEC62052-31 UC2-houdrelais met 80 A schakel- en enkel- of dubbelspoelopties, gericht op slimme meterontwerpen waarbij de aandrijfstijl kan veranderen zonder de footprint te veranderen. Bekijk Product →

Mechanische pasvorm, afdichting en certificering

Footprint-compatibiliteit is waar gelijkwaardig uitziende relais verschillen. Twee vermogensrelais van 16 A kunnen dezelfde pinafstand delen, maar verschillen in pinlengte, pindiameter, lichaamshoogte en of de aansluitingen in een afgedichte basis zitten. Controleer de mechanische tekening aan de hand van de omtrek van uw bord in plaats van aan de hand van een ander onderdeelnummer, en controleer de hoogte ten opzichte van de behuizing voordat u het gereedschap verzaagt.

Afdichting is belangrijk als het geheel na het solderen wordt gewassen. Een fluxbestendige afdekking houdt flux en reinigingsvloeistof uit de buurt van de contacten; een met plastic verzegelde versie tolereert ook waterige reiniging en conforme coating. Een open stofkap doet dat niet, en opgesloten vocht komt vaak later tevoorschijn als de contactweerstand afneemt.

Certificering is een onderdeel van de selectie en geen bijzaak. UL-, TUV- en CQC-goedkeuringen zijn verbonden aan specifieke modellen en classificaties, en een 105 C-spoelversie kan een aparte bestandsinvoer zijn van de standaard 85 C-versie. Voor exportmarkten dient u vooraf de ROHS- en REACH-documentatie te bevestigen. Voor een kortere weg naar standaard footprints en montagestijlen, de Relaisreeks voor PCB-montage groepeert onderdelen op terminallay-out in plaats van op huidige beoordeling, waardoor de eerste shortlist sneller wordt gemaakt. De FH14T, met een vermogen van 17 A en compatibel met UL, TUV en CQC, is een nuttig referentiepunt voor hoe een volledig gedocumenteerd 105 C-vermogensrelais eruit ziet.

FH14T 17A PCB-vermogensrelais met UL TUV CQC Ultraklein PCB-relais met een vermogen van 17 A met UL-klasse F-isolatie en modellen tot 105 °C, handig bij gecertificeerde stroomschakeling en selectie van documentatiegidsen. Bekijk Product →

Het relais afstemmen op de toepassing

Selectieprioriteiten verschuiven met het eindproduct. Onderstaande tabel is een startfilter, geen specificatie.

Wanneer een catalogusonderdeel in de buurt komt maar niet helemaal past, is de laatste optie een aangepaste configuratie: een andere spoelweerstand of -spanning, een specifiek contactmateriaal, een langere aansluiting of een andere afdekking. Aangepaste relaisconfiguraties zijn de moeite waard om te controleren voordat u een nieuw ontwerp maakt, omdat het vervangen van een spoel of terminal meestal sneller en goedkoper is dan het verhuizen naar een ander relaisplatform. Voor smart home-borden is de W33 een gebruikelijk startpunt voor 16 A-schakeling met inschakelmarge.

W33 10A vermogensrelais voor Smart Home en apparaten Compact PCB-relais van 5 A/10 A bij 250 VAC, met meer dan 6 mm kruip en TV-5 78 A inschakelstroom voor het schakelen van smarthomes of apparaten. Bekijk Product →

Controlelijst vrijgeven voordat u de stuklijst bevriest

1. Reproduceer de werkelijke belasting, inclusief inschakelstroom en schakelfrequentie, in een duurtest.
2. Meet de must-operation-spanning met de voeding op minimum en de kaart op maximale omgevingstemperatuur.
3. Bevestig de voetafdruk, pinlengte en lichaamslengte aan de hand van de mechanische tekening op een kaal bord.
4. Controleer of het certificeringsbestand het exacte bestelde model, de spoelspanning en de temperatuurversie omvat.
5. Schrijf de elektrische levensduur op: belastingstype, spanning, stroom, arbeidsfactor en omgevingstemperatuur.
6. Kwalificeer vóór de volumeproductie een tweede bron- of pakketoptie met dezelfde footprint.

FAQ: Vragen over selectie van PCB-relais

PCB-relaisselectie beloont de ingenieur die de beoordelingsvoorwaarden leest in plaats van de kopnummers. Als u het belastingstype, de spoelspanning in het slechtste geval en de mechanische tekening vastlegt, verdwijnen de meeste verrassingen die in het veld achterblijven. Zhejiang Fanhar Electronics produceert stroom-, vergrendelings-, industriële, nieuwe energie-, signaal-, automobiel- en solid-state relais op geautomatiseerde lijnen, naast stroomtransformatoren en shunts, en ondersteunt verzoeken om spoel-, contact- en terminalvarianten wanneer een catalogusonderdeel dicht bij de vereiste komt.