信號繼電器－了解基礎知識

信號繼電器本質上是電操作式機電開關，用來控制電路中的電流。繼電器是利用控制電流通過觸點附近的線圈產生的磁力，使內部運動部件或觸點在吸合和打開位置之間移動。這樣可以實現小信號控制大信號。信號繼電器類似于功率繼電器，但用來處理低電壓和通常低于 2 A 的小電流，并切換低功率信號，額定電壓通常在 5 VDC 至 30 VDC 之間。因此，這類繼電器也被稱為“低信號繼電器”。

自 1835 年出現以來，繼電器已成為一種使用廣泛的、非常重要的電子設備。盡管年代久遠，但繼電器仍然在各個領域發揮著重要作用。使用信號繼電器，可以遠程控制電路，使其在廣泛的應用中發揮作用。甚至早期的計算機也是使用大量繼電器來實現布爾邏輯功能的。信號繼電器是繼電器的一個主要子類且用途特定，通常在通信領域具有重要作用。本文將介紹信號繼電器，具體包括信號繼電器的概念、與其他繼電器的差異及關鍵的選型標準等。

信號繼電器的基礎知識

信號繼電器本質上是電操作式機電開關，用來控制電路中的電流。繼電器是利用控制電流通過觸點附近的線圈產生的磁力，使內部運動部件或觸點在吸合和打開位置之間移動。這樣可以實現小信號控制大信號。信號繼電器類似于功率繼電器，但用來處理低電壓和通常低于 2 A 的小電流，并切換低功率信號，額定電壓通常在 5 VDC 至 30 VDC 之間。因此，這類繼電器也被稱為“低信號繼電器”。

如上所述，信號繼電器是一種最適合低電壓和低電流應用的機電式繼電器，其觸點專門為低功率設計。雖然能夠處理更高的電流和電壓的功率繼電器對于某些應用來說可能更經濟，但這種繼電器會破壞音頻或視頻電路中的低功率信號，因此使信號繼電器成為更合適的選擇。信號繼電器采用小型封裝，非常適合電路板安裝，并具有更快的開關時間。信號繼電器通常比固態繼電器便宜的多，而且不受電壓或電流瞬態的影響，也不易受 EMI/RFI 影響。由于信號繼電器的功率處理能力低，其發熱也比固態繼電器少，因此通常不需要在電路中采取熱管理解決方案。

圖 1：低電平和高電平繼電器的基本特性比較。（圖片來源：CUI Devices）

信號繼電器的優勢

信號繼電器和其他機電繼電器一樣，在項目中具有多種優勢：

· 設計簡單
· 電氣隔離
· 運行穩定
· 節省長距離布線的成本
· 多種封裝和功能選擇
· 抗 EMI/RFI 干擾

當與電路的功率要求正確匹配時，信號繼電器還有其他優勢，例如：

· 作簡便
· 體積小
· 經濟實惠
· 抗機械沖擊
· 內部線圈和觸點之間高度絕緣
· 信號繼電器的主要規格和選型

在為具體設計選擇信號繼電器型號時，需要考慮幾個因素需要，包括：

· 額定電壓：繼電器可以切換的最高電壓，通常以 VDC 或 VAC 為單位。
· 額定電流：繼電器可以切換的最大電流，單位為 A。
· 接觸電阻：添加到負載電路中的電阻，以 Ω 為單位。
· 線圈電壓：繼電器線圈的額定控制電壓。
· 線圈電流：線圈在額定電壓下承受的額定電流。
· 觸點形式：繼電器的開關配置（極數和常開或常閉配置）。例如，SPDT（1 C 型）和 DPDT（2 C 型）。
· 觸點額定值： 保證繼電器性能的電流和電壓值。例如，繼電器額定值通常表示為 1 A @ 30 VDC。
· 開關時間：繼電器從施加控制電流到觸點閉合的工作速度，反之亦然。
· 安裝類型：應用的安裝方法。通常是在 PC 板上的通孔或表面貼裝式安裝。
· 介電強度： 繼電器在規定時間內可以耐受的、不會導致其損壞的最高電壓。
· 工作溫度：繼電器可以安全、正常地工作而不會出現性能下降的指定溫度范圍。

使用上述清單，工程師就可以為項目選擇信號繼電器。首先，根據電路的最大開關負載確定所需的額定電壓和電流。需要牢記的是信號繼電器的開關能力通常為 2 A 或更小，這點非常重要。

接下來，確定所需的控制電壓和類型（無論是交流還是直流），并指定要切換的極/電路數量。另外，電路/開關布局是否需要常開 (NO) 或常閉 (NC)？

最后，考慮繼電器在電路中的安裝方法，如面板安裝、DIN 導軌安裝、表面貼裝或通孔安裝。通過確定所需的具體參數，就有可能確定一個滿足系統需求的繼電器，而不至于所選規格過高。

圖 2：選擇信號繼電器的一般步驟。 (圖片來源：CUI Devices)

信號繼電器的應用

由于其低功率開關能力，信號繼電器已在消費和商業領域廣泛應用。信號繼電器為需要長距離信號的網絡設備提供了一種有效的解決方案，這些信號的電壓和電流高于大多數電子產品的原有處理能力。信號繼電器在快速反應能力的應用中也很有用，無需像功率繼電器那樣的功率。此外，在家庭和辦公室等日常環境中，溫控器在低電壓和低電流下工作，但需要向爐子或空調 (AC) 裝置發送信號。信號繼電器可以接受小的低功率控制信號，并利用該信號將信息傳遞給供暖或空調設備，以使這些設備按要求工作。

結論

隨著電子系統變得越來越先進，常常需要在開關信號和需要開關的信號之 間達到完全的電氣隔離。信號繼電器為實現安全地遠程控制電流和電壓提供了一種解決方案。

信號繼電器廣泛用于各種消費和工業產品及系統中，用于在不同類型的電路中切換電源。在確定設計要求后，CUI Devices 提供了一系列信號繼電器，以滿足工程師的低電平電流開關需求。

（來源：CUI Devices，作者：作者：Jeff Smoot 是 CUI Devices 應用工程和運動控制部門副總裁）