繼電器

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繼電器（Relay），也稱電驛，是一種電子控制器件，它具有控制系統（又稱輸入迴路）和被控制系統（又稱輸出迴路），通常應用於自動控制電路中。

繼電器在電路中就好比一個自動開關。它靠電路中較小的電流，將電路中較大的電流控制住。這樣能夠防止電路漏電或短路。因此繼電器在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等重要作用。

## 種類

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按輸入信號的性質分｜按工作原理分

電壓繼電器｜電磁式繼電器

電流繼電器｜感應式繼電器

時間繼電器｜電動式繼電器

溫度繼電器｜電子式繼電器

速度繼電器｜熱繼電器

壓力繼電器｜光繼電器

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### 時間繼電器

時間繼電器（Time delay relay）在接受到動作信號後不是立即動作，而是經過固定的時間以後才改變其輸出狀態的繼電器。

時間繼電器用來延遲接觸操作，有通電後延遲接觸者和斷電後延遲斷開者（或兩者兼有）的型號。

時間繼電器按照動作的原理分為：

- 電磁式時間繼電器。
- 機械式時間繼電器：包括鐘錶機構式時間繼電器、電動機式時間繼電器。
- 阻尼式時間繼電器：包括空氣阻尼式時間繼電器、水銀阻尼式時間繼電器。
- 電熱式時間繼電器：包括金屬片式時間繼電器、熱敏電阻式時間繼電器。
- 電子式時間繼電器：包括RC充放電式時間繼電器、數字式時間繼電器和微機式時間繼電器。

### 電磁繼電器

依據輸入控制線圈的電流性質，分為直流繼電器和交流繼電器。直流繼電器與交流繼電器在控制方式上並無區別，但是在鐵心結構上有區別：因交流電流會產生交變磁場，在磁感應強度經過零點時，一般直流繼電器的觸點會斷開，並／或產生振動與噪音，因此交流繼電器在鐵心上增加短路環，延遲鐵心磁場變化，可以防止觸點振動。

### 熱敏乾簧繼電器

熱敏乾簧繼電器(Thermal reed relay)是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關。它由感溫磁環、恆磁環、乾簧管、導熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏乾簧繼電器不用線圈勵磁，而由恆磁環產生的磁力驅動開關動作。恆磁環能否向乾簧管提供磁力是由感溫磁環的溫控特性決定的。

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### 固態繼電器

固態繼電器（solid state relay，SSR）是利用一顆發光二極體（LED）等發光元件與一顆光電晶體等光接收元件作成之光耦合器，觸發矽控整流器（SCR）或雙向矽控整流器（TRIAC），因此可以接受低壓（DC或AC）信號輸入，而驅動高壓之輸出，具隔離輸出入及控制高功率輸出之效果。優點是開關速度快、工作頻率高、使用壽命長、雜訊低和工作可靠，用於防爆場所，也有許多的不利的地方，例如：當閉合的時候，高的電阻（發熱），增加電噪音。當斷開的時候，低的電阻，反向漏電流（通常 µA 範圍）。可使用於取代常規電磁式繼電器，廣泛用於數位程式控制裝置。

固態繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。按開關型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。

### 磁簧繼電器

磁簧繼電器(Reed relay)是以線圈產生磁場將磁簧管作動之繼電器，為一種線圈傳感裝置。因此磁簧繼電器之特徵、小型尺寸、輕量、反應速度快、短跳動時間等特性。

當整塊鐵磁金屬或者其他導磁物質與之靠近的時候，發生動作，開通或者閉合電路。由永久磁鐵和干簧管組成。永久磁鐵、干簧管固定在一個不導磁也不帶有磁性的支架上。以永久磁鐵的南北極的連線為軸線，這個軸線應該與干簧管的軸線重合或者基本重合。由遠及近的調整永久磁鐵與干簧管之間的距離，當干簧管剛好發生動作（對於常開的干簧管，變為閉合；對於常閉的干簧管，變為斷開）時，將磁鐵的位置固定下來。這時，當有整塊導磁材料，例如鐵板同時靠近磁鐵和干簧管時，干簧管會再次發生動作，恢復到沒有磁場作用時的狀態；當該鐵板離開時，干簧管即發生相反方向的動作。

磁簧繼電器結構堅固，觸點為密封狀態，耐用性高，可以作為機械設備的位置限制開關，也可以用以探測鐵製門、窗等是否在指定位置。

### 光繼電器

光繼電器為AC/DC並用的半導體繼電器，指發光器件和受光器件一體化的器件。輸入側和輸出側電氣性絕緣，但信號可以通過光信號傳輸。

其特點為壽命為半永久性、微小電流驅動信號、高阻抗絕緣耐壓、超小型、光傳輸、無接點等。

主要應用於量測設備、通信設備、保全設備、醫療設備等。

## 主要產品技術參數

### 額定工作電壓

是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據繼電器的型號不同，一般使用直流電壓，但交流繼電器可以是交流電壓。

### 直流電阻

是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過三用電表測量。

### 接觸電阻

是指繼電器中接點接觸後的電阻值。此電阻値一般很小，不易通過萬用表測量，宜使用低阻計配合四線測量方式來測量。

對於許多繼電器來說，接觸電阻無窮大或者不穩定是最大的問題。

### 吸合電流或電壓

是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流或最小電壓。在正常使用時，給定的電流必須略大於吸合電流，這樣繼電器才能穩定地工作。而對於線圈所加的工作電壓，一般也不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。

### 釋放電流或電壓

是指繼電器產生釋放動作的最大電流或最大電壓。當繼電器吸合狀態的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態。這時的電流遠遠小於吸合電流。

### 觸點切換電壓和電流

是指繼電器接點允許承載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制的電壓和電流大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。

## 測試

### 測觸點電阻

用萬用電表的電阻檔，測量常閉觸點與動點電阻，其阻值應為0；而常開觸點與動點的阻值就為無窮大。由此可以區別出哪個是常閉觸點，哪個是常開觸點。

### 測線圈電阻

可用萬能表R×10Ω檔測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路現象。

### 測量吸合電壓和吸合電流

找來可調穩壓電源和電流表，給繼電器輸入一組電壓，且在供電迴路中串入電流表進行監測。慢慢調高電源電壓，聽到繼電器吸合聲時，記下該吸合電壓和吸合電流。為求準確，可以試多幾次而求平均值。

### 測量釋放電壓和釋放電流

也是像上述那樣連接測試，當繼電器發生吸合後，再逐漸降低供電電壓，當聽到繼電器再次發生釋放聲音時，記下此時的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。一般情況下，繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10~50％，如果釋放電壓太小（小於1/10的吸合電壓），則不能正常使用了，這樣會對電路的穩定性造成威脅，工作不可靠。

## 電符號和觸點形式

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### 常見縮寫

- COM（Common）表示共接點。
- NO（Normally Open）表示常開接點（俗稱A接點）。平常處於開路（斷路），線圈通電後才成為閉路（與共接點COM接通）。
- NC（Normally Closed）表示常閉接點（俗稱B接點）。平常處於閉路（與共接點COM接通），線圈通電後才成為開路（斷路）。

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### 開關觸點型式

繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示，如果繼電器有兩個線圈，就畫兩個並列的長方框。同時在長方框內或長方框旁標上繼電器的文字符號「J」。繼電器的觸點有兩種表示方法：一種是把它們直接畫在長方框一側，這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要，把各個觸點分別畫到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標註上相同的文字符號，並將觸點組編上號碼，以示區別。繼電器的觸點有三種基本形式：

- 動合型（H型、常開型、A型接點）線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電後，兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭「H」表示。
- 動斷型（D型，常閉型、B型接點）線圈不通電時兩觸點是閉合的，通電後兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭「D」表示。
- 轉換型（Z型）這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點，即中間是動觸點，上下各一個靜觸點。線圈不通電時，動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合，線圈通電後，動觸點就移動，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態，達到轉換的目的。這樣的觸點組稱為轉換觸點。用「轉」字的拼音字頭「z」表示。

如是先斷開再與另一接點發生接觸（一般情形），此種方式稱為C型接點（Form C contact）。

如是先與另一接點發生接觸，再斷開原接點，此種方式稱為D型接點。

## 繼電器的選用

### 先了解必要的條件

- 控制電路的電源電壓，能提供的最大電流。
- 被控制電路中的電壓和電流。
- 被控電路需要幾組、什麼形式的觸點。

選用繼電器時，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據。控制電路應能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩定的。

### 型號和規格號

查閱有關資料確定使用條件後，可查找相關資料，找出需要的繼電器的型號和規格號。若手頭已有繼電器，可依據資料核對是否可以利用。最後考慮尺寸是否合適。

### 注意器具的容積

若是用於一般用電器，除考慮機箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對於小型電器，如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產品。