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繼電器知識——汽車繼電器的選用

發布時間:2026-03-26 13:32:21

       

        繼電器是一種具有隔離功能的自動控製元件,主要用於電路的控製與換接,在國民經濟各領域如通信、汽車、交通、電力、工控等領域都具有廣泛的用途,是實現自動控製不可缺少的元件。


        繼電器一般都有能反映一定輸入變量(如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等)的感應機構(輸入部分);又能對被控電路實現“通”、“斷”控製的執行機構(輸出部分);在繼電器的輸入部分和輸出部分之間,還有對輸入量進行耦合隔離,功能處理和對輸出部分進行驅動的中間機構(驅動部分)。


        作為控製元件,概括起來,繼電器有如下幾種作用:

 

    A、擴大控製範圍。 如多觸點繼電器控製信號達到某一定值時,可以按觸點組的不同形式,同時換接、開斷、接通多路電路。


    B、放大。如靈敏性繼電器、中間繼電器等,用一個很微小的控製量,可以控製很大功率的電路。


    C、綜合信號。 如當多個控製信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時,可以經過比較綜合,達到預定的控製效果。


    D、自動、遙控、監測。 如自動裝置上的繼電器與其他電器一起,可組成程序控製線路,從而實現自動化運行。


        汽車繼電器是指專門應用於汽車產業中電器控製的繼電器,它是隨汽車電子、電器產品發展起來的一種門類,廣泛應用於控製汽車起動、預熱、空調、燈光、雨刮、電噴、油泵、防盜、音響、通訊、導航、電動風扇、冷卻風扇、電動門窗、安全氣囊、防抱死製動、懸架控製以及汽車電子儀表和故障診斷等係統中,它是僅次於汽車電子傳感器在汽車產品上應用最多的汽車電子元件之一。


1、外形、安裝方式、安裝腳位


1.1 汽車繼電器的分類


        汽車繼電器的外形尺寸、安裝方式、安裝腳位品種很多,但根據其引出腳形式及功能不同大致可以分為以下幾種方式:


1)插入式汽車繼電器: MINI M4係列、MINI M5係列、MINI M7係列、MINI M8係列、 MICRO MC2係列等;        


2)PCB 汽車繼電器: NC 係列、NC3係列;


3)組合式汽車繼電器:雨刮控製繼電器MW係列、閃光燈控製繼電器MF係列、車窗控製組合繼電器MU係列、延時繼電器MT係列、霧燈控製器ML係列、液位報警器等;



1.2 外形、安裝方式、安裝腳位選擇


        汽車繼電器一般按照整車的具體要求進行選擇,一般采用以下原則:


A、所suo選xuan擇ze的de繼ji電dian器qi可ke以yi滿man足zu同tong樣yang負fu載zai要yao求qiu,但dan這zhe些xie產chan品pin具ju有you不bu同tong的de外wai形xing尺chi寸cun,則ze根gen據ju所suo允yun許xu的de安an裝zhuang空kong間jian,可ke選xuan用yong低di高gao度du或huo小xiao安an裝zhuang麵mian積ji的de產chan品pin。


B、汽車繼電器的安裝方式有PCB 版式、ISO插座安裝式、ISO280插座安裝式和外殼螺絲固定、卡裝安裝方式。對體積小、不經常更換的繼電器,一般選用PCB版式,對經常更換的繼電器,選用插座安裝方式。對主回路電流超過20A的繼電器,一般選用插座快連接方式,防止大電流通過線路板,造成線路板發熱損壞(短期工作繼電器除外)。對體積大的繼電器,可選用外殼安裝方式,防止衝擊、振動條件下,引出腳損壞。


 

2、輸入參量選擇原則


        汽車繼電器的輸入參量有:12VDC輸入參量、24VDC輸入參量、12VDC輸入參量、24VDC輸入參量。在選用時應考慮以下參數:


● 線圈額定電壓


● 線圈功耗


● 動作電壓、釋放電壓


● 最大連續通電電流


● 線圈電阻


● 線圈升溫


● 脈衝輸入參量的脈衝(磁保持繼電器)


 輸入參量選擇時需關注以下參數:


 A、環境溫度:針對汽車繼電器的環境溫度,一般分引擎艙(最高溫度要求為125℃)和駕駛艙(最高溫度要求為85℃),使用環境的溫度和線圈的溫升會對繼電器的動作電壓產生影響;繼電器線圈電阻隨溫度的變化而變化,這對繼電器動作、釋放電壓的影響是明顯的。溫度每上升1℃,線圈電阻會上升4‰。當繼電器線圈通電一段時間後,線圈發熱。這是進行繼電器觸點切換動作,其動作電壓高於冷態動作電壓。


B、動作電壓:用晶體管和集成電路驅動繼電器時,請注意晶體管和集成電路內部的壓降和繼電器線圈反電勢對晶體管和集成電路的破壞作用。


C、線圈額定電壓:在繼電器敞開觸點閉合後,一般要求線圈上應施加額定動作電壓以上的電壓,汽車繼電器不推薦使用低於90﹪額定電壓的保持電壓,因為會減弱產品的抗振性,在汽車劇烈顛簸時可能會發生誤動作。  


D、線圈最大工作電壓:汽車繼電器為滿足低動作電壓的要求(60﹪額定電壓),一般設計功耗較高,長期施加在線圈上的電壓值,一般應小於120%的額定電壓,若達到130%額e定ding電dian壓ya級ji以yi上shang值zhi時shi,請qing與yu普pu利li得de聯lian係xi取qu得de技ji術shu支zhi持chi。特te別bie在zai高gao溫wen下xia使shi用yong,會hui造zao成cheng線xian圈quan溫wen度du過guo高gao,老lao化hua加jia速su,有you可ke能neng發fa生sheng線xian圈quan絕jue緣yuan層ceng損sun壞huai,匝za間jian短duan路lu使shi繼ji電dian器qi短duan路lu失shi效xiao。


E、釋放電壓:汽車繼電器釋放電壓一般為10%額定電壓,當線路上剩餘電壓過大,會造成繼電器不釋放。


 

3、輸出參量選擇原則


繼電器輸出參量選用時應考慮以下參數:


● 觸點組數


● 觸點形式


● 觸點負載


● 觸點材料


●      電氣壽命、機械壽命


3.1負載類型


         汽(qi)車(che)係(xi)統(tong)電(dian)源(yuan)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)直(zhi)流(liu),直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)與(yu)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)不(bu)同(tong),沒(mei)有(you)過(guo)零(ling)點(dian)電(dian)壓(ya),因(yin)此(ci)觸(chu)點(dian)開(kai)斷(duan)瞬(shun)間(jian),將(jiang)產(chan)生(sheng)電(dian)弧(hu),且(qie)外(wai)加(jia)電(dian)壓(ya)持(chi)續(xu)保(bao)持(chi),因(yin)而(er)電(dian)弧(hu)被(bei)拉(la)長(chang),不(bu)能(neng)自(zi)主(zhu)而(er)熄(xi)滅(mie),電(dian)弧(hu)熱(re)能(neng)會(hui)使(shi)觸(chu)點(dian)嚴(yan)重(zhong)燒(shao)損(sun)。此(ci)外(wai)直(zhi)流(liu)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)流(liu)總(zong)是(shi)朝(chao)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)流(liu)動(dong),會(hui)引(yin)起(qi)觸(chu)點(dian)材(cai)料(liao)定(ding)向(xiang)轉(zhuan)移(yi)。       大多數汽車繼電器負載能力,隻標稱阻性負載,但汽車繼電器使用過程中往往不是阻性負載,還有感性負載、燈負載、電機負載,因此存在較高的衝擊電流,應根據衝擊電流的大小選擇使用,以衝擊電流不超過標稱阻性負載為原則。        應該強調,觸點故障是繼電器失效的主要原因。觸點在不同負載類型、不同負載大小條件的電接觸特性、失效現象及失效機理是有區別的。下麵分別就不同負載類型進行說明:


⑴大燈負載


       由於汽車大燈冷態電阻很小,接觸瞬間的浪湧電流高達穩態電流的15倍。如此大的浪湧電流會使觸點迅速燒蝕,甚至產生熔焊失效。


⑵電機負載


       電dian動dong機ji靜jing止zhi時shi輸shu入ru阻zu抗kang很hen小xiao,啟qi動dong瞬shun間jian浪lang湧yong電dian流liu很hen大da。當dang電dian動dong機ji啟qi動dong後hou,產chan生sheng內nei部bu電dian動dong勢shi,致zhi使shi觸chu點dian電dian流liu趨qu於yu減jian小xiao,而er且qie關guan斷duan時shi,觸chu點dian間jian會hui出chu現xian反fan電dian勢shi,通tong常chang會hui引yin起qi拉la弧hu,造zao成cheng觸chu點dian燒shao蝕shi。


⑶阻性負載


       電磁鐵接通瞬間會出現浪湧電流,關斷時,貯存在電磁線圈中的電磁能通過觸點間燃弧消耗掉,這將導致觸點燒蝕,金屬轉移、粘結。采用RC網絡、二極管、壓敏電阻等觸點保護裝置可減少觸點的燒蝕。 


⑷低電平


          低電平一般指開路電壓為10~100mV,觸點轉換電流為微安級到1010Ma。由於吸附在觸點表麵的有機物、化hua合he物wu難nan以yi在zai轉zhuan換huan負fu載zai時shi消xiao除chu,導dao致zhi觸chu點dian接jie觸chu大da而er不bu穩wen定ding,電dian流liu不bu穩wen定ding,觸chu點dian壓ya降jiang遞di增zeng,最zui終zhong失shi效xiao,因yin此ci,對dui於yu汽qi車che中zhong需xu切qie換huan低di電dian平ping信xin號hao如ru車che載zai通tong訊xun、音響和GPS信號時,一般選用通訊繼電器來切換。


 

輸出選擇原則:


A、 最大開斷電壓、最大開斷電流、最大開斷功率均不應大於規定值。


B、 汽車繼電器負載電壓通常是12VDC,但使用到柴油車時是24VDC,一般應確定汽車繼電器是否有24VDC規格。


C、 觸點負載應大於最小允許負載,避免信號傳輸錯誤,汽車繼電器一般為1A 6VDC.D、 負載開斷頻率應低於說明書規定值,若無規定,可聯係普利得取得技術支持。


E、   在使用繼電器控製的線路中,應充分考慮繼電器的各種觸點短路、開路故障,設計必要的電路避免因此造成電源短路或影響行車安全等嚴重的事故。


F、   汽車繼電器使用於除阻性負載外的其他負載時,應按ISO/TS16949標準的要求進行實際負載開斷試驗。


G、 在選擇繼電器時,不要隻根據外殼上標注的負載值,而應參照最新產品說明書進行選擇,注意觸點額定電壓為12VDC或24VDC,,壽命次數為多少。


H、 產品使用於車載通訊、音響、定位係統等低電平負載場合時,應選用相應的通訊繼電器,該類繼電器有分叉觸點,接觸可靠性高,但必須確定其抗振動、衝擊性能是否滿足要求。


I、    繼電器正常使用時可以不加滅電弧電路,在開斷具有衝擊電流、衝擊電壓的負載時,加入適當的滅弧電路(見表1)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)延(yan)長(chang)產(chan)品(pin)壽(shou)命(ming),還(hai)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)對(dui)其(qi)他(ta)元(yuan)件(jian)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。但(dan)特(te)別(bie)應(ying)防(fang)止(zhi)出(chu)現(xian)電(dian)路(lu)振(zhen)蕩(dang),以(yi)免(mian)產(chan)生(sheng)相(xiang)反(fan)效(xiao)果(guo),應(ying)盡(jin)量(liang)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)滅(mie)弧(hu)效(xiao)果(guo)測(ce)試(shi)。


J、    繼電器壽命的壽命周期是否與汽車模塊平衡。


K、 觸點材料與負荷的種類是否符合。特別是用於閃光燈負載和低電平負載使用時必須注意。


L、   環境應力會降低繼電器壽命,應確認選擇的汽車繼電器滿足環境應力的要求。



3.2 觸點材料


        觸點材料是繼電器使用的最關鍵的材料,其性能高低決定繼電器的質量水平。各種觸點材料的特點、使用場合各不相同,下麵分別進行介紹:


觸點材料    優點     缺點   應用場合
Ag-Pd    抗硫化性好    價格昂貴車載通訊繼電器
  AgNi 0.15電導率和熱導率高,機械強度和耐電腐蝕較強接觸電阻比Ag略大阻性負載和地衝擊電流的感性或電機負載
AgSnO抗燒蝕性能優良,抗熔焊性優於AgCdO,抗材料轉移性能好接觸電阻大、價格高 ,大電流阻性負載有較高衝擊電流的電機負載、燈負載
特殊AgSnO抗熔焊性好,抗燈負載正極,材料轉移性能好接觸電阻大、價格非常高,閃光燈負載,及燈絲常處於冷態的汽車燈負載



4.時間參量選擇原則


     繼電器的時間參量選擇時應考慮以下參數:


● 動作時間


● 釋放時間


● 吸動回跳時間


● 釋放回跳時間



5. 環境條件選擇原則


繼電器選用時應考慮以下環境條件參數:


5.1 溫度


⑴高溫條件下,絕緣材料易軟化、熔化;降溫條件下,材料易龜裂。但選擇性能優良的工程塑料,均可以滿足要


⑵高、低溫交替作用下,容易造成結構鬆動,活動部件位置發生變化,導致動作、釋放失控,觸點接觸不良或不接觸。


⑶低溫下,繼電器內部水汽凝露、結冰,導致繼電器不動作或觸點不能可靠接通。


⑷高溫條件下,線圈電阻增大,吸動電壓相應增大,當汽車蓄電池電能不足時會造成繼電器不動作。


⑸高溫條件下,觸點切換功率負載時,斷弧能力降低,觸點腐蝕、金屬轉移加劇,壽命縮短。 


5.2 濕熱


        濕熱對繼電器性能構成威脅,具體表現如下:


⑴長期濕熱將直接導致絕緣抗電水平的下降,以致完全失效。


⑵非密封繼電器在濕熱條件下,線圈因電化學腐蝕或黴變而斷線觸點電化學腐蝕、氧化加劇;金屬零件腐蝕速度顯著上升,繼電器性能變壞,工作可靠性變差,以致完全失效。


⑶在濕熱條件下,觸點帶電切換負載時,會使拉弧現象加劇,導致電壽命縮短。


 

5.3 衝擊、振動


       衝擊、振動條件下,將對繼電器產生以下不良影響:


⑴造成結構鬆動、損傷、斷裂而喪失工作能力。


⑵閉合觸點產生大於規定要求的瞬間斷開。


⑶繼電器誤動作。


        選用時應注意:


A、 產品使用溫度範圍要求應適當低於產品的極限工作溫度範圍;在高溫下工作時,開斷負載應適當降低


B、 在潮濕(濕度超過RH85%)、腐蝕性氣氛條件下使用時,應采用塑封繼電器。


C、 繼電器振動、衝擊性能應滿足模塊獲整車要求;並進行相關試驗。




6、安全參數選擇原則


6.1絕緣材料


    產品使用的絕緣材料應具有良好的耐溫性能,長期工作溫度應達到125℃。


6.2 絕緣耐壓水平


    繼電器的耐壓分為觸點間耐壓、絕緣電阻;觸點線圈間耐壓、絕緣電阻。汽車繼電器典型值是500VAC、絕緣電阻100MΩ。 


6.3 電磁兼容


        電磁兼容(EMC)是汽車繼電器在電磁環境中工作時不幹擾或不受幹擾的能力。電磁兼容(EMC)已經成為產品質量的一個重要判斷標準。電磁兼容(EMC)分為電磁幹擾(EMI)和電磁抗幹擾(EMS).由(you)於(yu)汽(qi)車(che)繼(ji)電(dian)器(qi)使(shi)用(yong)的(de)是(shi)同(tong)一(yi)電(dian)源(yuan),繼(ji)電(dian)器(qi)線(xian)圈(quan)段(duan)開(kai)時(shi)會(hui)形(xing)成(cheng)高(gao)壓(ya),幹(gan)擾(rao)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)和(he)模(mo)塊(kuai),因(yin)此(ci),插(cha)入(ru)式(shi)汽(qi)車(che)繼(ji)電(dian)器(qi)通(tong)常(chang)會(hui)有(you)並(bing)聯(lian)電(dian)阻(zu)或(huo)是(shi)二(er)極(ji)管(guan)進(jin)行(xing)瞬(shun)態(tai)抑(yi)製(zhi),使(shi)線(xian)圈(quan)反(fan)電(dian)勢(shi)小(xiao)於(yu)100V。


        繼電器觸點開斷時產生電弧,發射出電磁波,會影響IC工作。如果出現這種情況,可在觸點加滅弧電路。也可以適當加大繼電器與IC的距離。


 


7、安裝、使用選擇原則


 7.1 安裝、儲存


a.         引出端的位置應與印刷版的孔位吻合,任何配合不當都可能造成繼電器產生危險的應力,損害其性能和可靠性。


b.         繼電器插入線路板後,不得扳彎引出腳,以免影響繼電器密封或其他性能。


c.          插裝過程中不能對繼電器外殼施加過大壓力,以免外殼破裂或動作特性變化。


d.          快速連接腳的插、拔壓力為10公斤力。太大插拔會造成繼電器損壞、壓力太小會影響引出腳和插座的接觸可靠性和載流能力。


e.          tebieqiangtiaodeshi,zaianzhuangshiruobushenjidianqidiaoluohuoshishoudaozhuangjihou,dianqicanshusuiranhegedanqijixiecanshukenengfashengjiaodadebianhua,cunzaiyanzhongyinhuan,yingjinliangbushiyong。


f.           繼電器應在潔淨的環境中存儲和安裝。



7.2 塗焊劑


     PCBbanshifeisufengjidianqijiyishouhanjidewuran,jianyishiyongkanghanjixinghuosufengxingjidianqiyifangzhihanjiqiticongyinchuduanhedizuoyuwaikedejianxiqinru,kanghanjijidianqirucaiyongyurebeihong(100℃,1分鍾),則能進一步防止焊劑入侵。


 

7.3 焊接工藝


   dangshiyongtuhanjihuozidonghanjieshi,yingxiaoxinshiyong,buyaopohuaijidianqixingneng,kanghanjixingjidianqihuosufengxingjidianqikeshiyongyujinhanhuobofenghangongyi,hanxiwenduzai240℃~260℃,時間5~10秒。但焊錫不得超過線路板。手工焊接溫度為350℃左右,時間2~3秒。避免對繼電器多次焊接。


 

7.4 清洗工藝


    應ying盡jin可ke能neng使shi用yong免mian清qing洗xi助zhu焊han劑ji進jin行xing焊han接jie,應ying避bi免mian對dui繼ji電dian器qi進jin行xing整zheng體ti清qing洗xi,防fang止zhi清qing洗xi劑ji進jin入ru繼ji電dian器qi導dao致zhi失shi效xiao。禁jin止zhi使shi用yong超chao聲sheng清qing洗xi,以yi免mian超chao聲sheng波bo能neng量liang產chan生sheng觸chu點dian冷leng焊han、漆包線斷線及其他結構損壞。

 


7.5 塗保全漆


    有時為保證線路板的耐潮、gaojueyuan,xuduixianlubanjinxingtubaoquanjichuli,yingxuanyongbuhanguidejiaorouruandejiao。tujiaogongyiyingbimianjidianqineibugaodiwenbianhuaerchanshengfuyaerxirubaoquanji。


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