为什么我的磁簧开关会失效?

作者:Digi-Key工程师 David Lunsetter

磁簧开关 是用于检测磁场邻近度的小型器件。磁簧开关打开时会吸收零电流,并且可以循环工作至少数十万次,甚至数百万次。磁簧开关非常适合用于低电流应用,在这些应用中,电路仅检查磁簧开关触点闭合情况以显示检测状态,不过磁簧开关还可以直接驱动一定的负载电流,有些磁簧开关能够应用于大于一安培的电流负载场合中。

然而,我们的一些客户认为只要负载不超过磁簧开关的最大开关电流,就可以将开关直接连接到任何负载。一般来说没有问题,但需要指出的是,此种接线方式不适用于 感性负载 ,例如小型 电动机继电器 。虽然磁簧开关可以直接驱动其中一些负载,但必须用一些方法来限制电路断开时感性负载磁场消除时所产生的电压尖峰。

感性负载(如电动机或继电器线圈)会在电流通过时存储能量。如果电流中断,能量必须以某种方式消耗掉。当磁簧开关在此种状态下断开时,线圈上会产生 很大的电压尖峰 ,随后会 在磁簧开关触点上形成电弧 。这会 明显降低开关的使用寿命 ,甚至在极端情况下会将触点焊接起来。

对于直流应用而言,可以在负载侧并联一个二极管来最大限度地减少电弧。这种设计可使通过二极管的电流再循环回到线圈,从而通过线圈消耗能量。

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磁簧开关驱动直流电动机

这种方法能够非常有效地保护磁簧开关触点,非常适用于诸如小电动机应用中的感性直流负载。

然而,对继电器而言,这种方法则会大大缩短继电器触点的寿命。这是因为二极管减缓了线圈内磁通量的衰减,从而降低了可用于强行打开继电器常开触点电枢的能量。能够同时保护继电器和磁簧开关的更优解决方案是,将 双向TVS管 (瞬态抑制二极管)与继电器线圈并行放置,如下图电路中所示:

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磁簧开关驱动继电器线圈

选择一个反向断态电压高于继电器标称线圈电压的TVS管。

结论:

在使用磁簧开关为感性负载供电时,必须在电路中添加能量重定向或耗散装置(如上图所示),以防止该开关受到电感逆电压尖峰的影响。

英文原文链接:Why is My Reed Switch Failing?