# 使用中介繼電器提高接觸器速度

**URL:** <https://forum.digikey.com/t/topic/71449>\
**Category:** 產品技術提示\
**Tags:** faqs, industrial-automation-and-controls, tech-tips\
**Created:** [August 21, 2026, 5:42am UTC](https://forum.digikey.com/t/topic/71449 "2026-08-21T05:42:24Z")\
**Posts on this page:** 1\
**Page:** 1

<div class="post-metadata">

**Author:** ![Kevin\_6462](https://sea2.discourse-cdn.com/digikey/user_avatar/forum.digikey.com/kevin_6462/32/8856_2.png) [@Kevin\_6462](https://forum.digikey.com/u/Kevin_6462)\
**Post date:** [August 21, 2026, 5:42am UTC](https://forum.digikey.com/t/topic/71449/1 "2026-08-21T05:42:24Z")

</div>

中介繼電器可縮短直流電磁閥或接觸器的開啟時間。具有快速響應的接觸器可以更快地熄滅電弧，減少觸點磨損。插入式繼電器還可以保護 PLC 免受高壓感應瞬變的影響。

## 重點總結

- 大型直流馬達接觸器斷開速度較慢。
- 增加一個返馳二極體（例如 1N4002）會使其斷開速度更慢。
- 緩慢斷開會延長電弧時間，從而縮短觸點壽命。
- 大多數具有固態輸出的 PLC 都帶有或需要整合式返馳保護二極體。這會導致系統運作緩慢。
- 中介繼電器既可以保護 PLC，又能為接觸器提供快速斷開。

## 問題陳述

- **問題 1** ：大型直流接觸器的線圈是電感器。當線圈斷開時，磁場中儲存的能量需要釋放。如果沒有返馳保護，能量會以高壓感應尖峰的形式耗散。這將損壞未受保護的驅動電晶體。

- **問題 2** ：簡單的低壓二極體返馳保護（0.7V）反應遲緩，因為線圈的磁場能量耗散在線圈自身的電阻中，而不是像電弧等離子體或 TVS 二極體的高壓那樣耗散。在所有情況下，能量都必須在線圈自身電阻之外耗散才能快速斷開。

- **問題 3** ：與控制繼電器相比，具有固態輸出的 PLC 更為脆弱。所有 OEM 廠商都提供箝位保護，即傳統的二極體（問題 2）。許多廠商要求使用額外的保護，例如 1N4002 二極體。如果不解決這個問題，將會損壞 PLC 的輸出電晶體。

## 什麼是中介繼電器？

中介繼電器「插入」在兩個系統之間。他們習慣於：

- 提高 PLC 的電流處理能力。

- 交叉（「電平轉換」）電壓，例如需要 24VDC PLC 輸出來驅動具有 120 或 277VAC 線圈的接觸器時。

- 提高接觸器開啟的速度，從而最大限度地減少電弧並延長使用壽命。

- 透過面板隔離提供額外的安全性。該應用程式在 PLC 表面提供專有的 24VDC（藍色電線），並在控制面板的其他位置提供更高的交流電壓。這種有意的隔離有助於故障排除，因為乾淨的面板佈局為每種類型的設備提供了專用空間，更容易排除故障。

## 演示硬體

本文主要討論接觸器運轉速度此一關鍵點。圖 1 所示的硬體用於示範相關原理。其主要組件包括 Crouzet [Millenium Slim PLC](https://www.digikey.tw/zh/products/detail/crouzet/88983902/15646787)、[控制繼電器](https://www.digikey.tw/zh/products/detail/finder-relays-inc/46-52-9-024-0040/10055863)以及一個帶有 24VDC 線圈的[接觸器](https://www.digikey.tw/short/nbnttq50)。

 ![image](https://global.discourse-cdn.com/digikey/original/3X/1/d/1d365e598798481a9d422bb38f1504a299e531df.jpeg)

圖 1：中介繼電器夾在 Millenium Slim PLC 和三相接觸器之間。

從一開始，我們就必須承認 Crouzet PLC 具有固態輸出功能。它當然能夠直接為大型接觸器直接供電。接觸器的 2.4W 線圈消耗 100mA 的電流，完全在 PLC 設計的最大值 500mA 之內。然而，當我們考慮與消耗接觸器感應能量相關的動態時，PLC 與接觸器的匹配並不好。

> **技術提示** ：關閉大型直流接觸器或繼電器可能非常危險。請記住，線圈會將能量儲存在磁場中。同時，電感器「傾向於」保持電流恆定。這會導致所謂的感應反沖，即在線圈斷電的瞬間，電感器會盡其所能地維持電流恆定。如果沒有相應的保護措施，電壓會上升到數百伏，產生電弧來維持電流。這會損壞用於控制線圈的任何半導體開關。通常會加入突波抑制二極體來為電流提供替代路徑。

## 固態輸出繼電器的引入原因

PLC 與接觸器不匹配的原因在於需要使用突波抑制二極體。雖然 Crouzet PLC 規格書沒有列出具體的過電壓設計最大值，但它確實表明，如圖 2 所示，當存在感性負載時，需要一個二極體。這在工業控制系統中是一種常見的配置。事實上，這種配置非常普遍，以至於許多控制繼電器都將二極體整合到了插座中。圖 1 所示的 Finder 控制繼電器就是這種情況。

 ![image](https://global.discourse-cdn.com/digikey/original/3X/c/7/c723396cf4388d43ed99f5f6ebba3c0503038fc6.png)

**圖 2** ：摘自 Crouzet Millenium Slim PLC 規格書，顯示了電感負載突波抑制二極體的使用。

要知道，Schneider 接觸器確實具有突波抑制二極體，但類型不同。它不使用簡單的二極體，而是採用「[雙向二極體](https://www.digikey.tw/zh/products/detail/schneider-electric/LAD4TBDL/22030749)」。此二極體箝位約 48VDC 的電壓，本文稍後將對此進行展示。具有半導體輸出的 PLC（例如 Millenium Slim）預計不會允許或承受這種較高的箝位電壓。

考慮到接觸器的動態特性，單二極體（0.6VDC）與箝位電路（48VDC）之間的差異不容忽視。如[本文](https://forum.digikey.com/t/topic/65200)所述，箝位電感損耗電壓與繼電器的斷開速度直接相關。對於 Schneider 接觸器的直流線圈而言，這一點尤其重要，因為當 PLC 要求使用單二極體突波抑制器時，其斷開時間會超過 100ms。

一種可行的解決方案是使用中介繼電器。這樣可以為嵌入式雙向二極體組件提供足夠的工作空間。中介繼電器的常開（N.O.）特性可以輕鬆應對更高的電壓。同時，中介繼電器的小型線圈也與 PLC 更相容。[實驗表明](https://forum.digikey.com/t/topic/44128)，小型控制繼電器的斷開速度不如大型接觸器那麼敏感。

## 中介繼電器演示

本實驗的原理圖如圖 3 所示。中介控制繼電器由 PLC 驅動。中介繼電器的常開觸點用於驅動大型接觸器的線圈。根據 PLC 規格書的建議，電路中還包含一個斷路器，以在發生故障時最大程度地減少損失。

 ![image](https://global.discourse-cdn.com/digikey/original/3X/0/b/0b0cf4d172852633c892f764210fadc982959954.png)

**圖 3** ：PLC、中間繼電器 (CR 1) 和接觸器的接線圖。

圖 4 顯示了繼電器斷開時的波形。此事件始於 PLC 輸出的下降沿（橘色）。大約 8ms 後，中間繼電器斷開，可以從接觸器線圈的下降沿（藍色）看出。大約 37ms 後，接觸器斷開，可以從接觸器電壓波形的不連續性看出。這是由於銜鐵與線圈之間的接近程度變化導致電感變化所引起的。此操作的總耗時約為 45ms。然而，這並非本文的重點。相反，我們需要關注的是接觸器的波形。

本文的核心論點是，接觸器的線圈允許負擺幅至 48VDC。如果沒有中介繼電器，這是不允許的。此時只需要一個突波抑制二極體。如[前文所述](https://forum.digikey.com/t/topic/44128)，PLC 直接連接到接觸器的後果是接觸器動作遲緩，斷開速度慢。

 ![image](https://global.discourse-cdn.com/digikey/original/3X/f/2/f2db17b2c3d6b51b089d84bc42d58be0541b7b12.jpeg)

**圖 4** ：與 PLC、Finder 控制繼電器和 Schneider 接觸器相關的電壓波形。

## 結論

關鍵動態是與接觸器相關的電壓波形。安裝中介繼電器後，可自由增加至雙向二極體箝位的極限。大部分感應能量透過此箝位以相對較高的電壓 𝑃 =𝐼𝐸 快速消散，而不是慢得多的 𝑃 =𝐼2𝑅，其中 R 是接觸器的內阻。這是穩態和動態方面之間的一個微妙點。穩態分析顯示接觸器和 PLC 匹配良好。動態地，所需的單二極體箝位會降低系統性能，從而導致出現問題的減速。

歡迎您提出意見和建議。關於與接觸電弧和壽命相關的動態的資訊是特別需要的。

不要讓 PLC 吃掉返馳電壓

## **📚 繼續探索更多工業控制系統資訊**

如果您覺得本次討論對您有幫助，您可能還想了解以下內容：

### **🗺 DigiKey 導航**

- **完整目錄** ：[工業控制與自動化](https://www.digikey.tw/zh/products/category/%E5%B7%A5%E6%A5%AD%E8%87%AA%E5%8B%95%E5%8C%96%E5%92%8C%E6%8E%A7%E5%88%B6/34)

### **🔰 相關基礎文章**

本文是介紹馬達起動器並探討其重要且有時較隱密的應用系列文章的一部分。請參閱以下相關文章以了解更多資訊：

- [永磁馬達起動器簡介](https://forum.digikey.com/t/topic/44010)
- [三線式啟停控制電路 3-Wire Start-Stop Circuit 完整教學與應用解析](https://forum.digikey.com/t/3-wire-start-stop-circuit/69218)
- [永久磁鐵作為三相馬達起動器的節能特性](https://forum.digikey.com/t/topic/71455)
- [How Does a Motor Starter’s Thermal Overload Block Work?](https://forum.digikey.com/t/what-s-inside-a-motor-starter-s-thermal-overload-block/39292)

## 問題

1. 定義“中介繼電器”一詞。

2. 列舉至少 4 個使用中介繼電器的理由。

3. 繪製中介繼電器的梯形圖。假設一個 24VDC PLC，具有源輸出，以及一個帶有 120VAC 線圈的大型接觸器。

4. 使用藍白相間帶藍條紋的導線有何意義？

5. 一個接觸器的線圈電壓為 24V，電流為 0.25A。計算該線圈的功率。

6. 什麼是 TVS 二極體？ **提示** ：[本文](https://forum.digikey.com/t/tvs/71359)中包含答案。

7. 描述繼電器線圈返馳電壓（感應反沖）的成因。

8. 當我們描述具有「半導體」輸出的 PLC 時，指的是什麼？

9. 為什麼傳統二極體不適合用於具有直流線圈的大型接觸器？

10. 中介繼電器是否適用於具有繼電器輸出的 PLC？提示：您是否考慮了設計人員可能使用中介繼電器的所有原因？

## 批判性思考問題

關於圖 4，是什麼原因導致電流波形在 45ms 處出現下降？ **提示** ：[本文](https://forum.digikey.com/t/topic/42266)中包含答案。

能量儲存在繼電器的線圈中。描述儲存的能量與磁場之間的關係。此外，描述當繼電器線圈斷開時，這些儲存的能量最終會釋放到哪裡。

從系統層面來看，描述驅動感應負載（例如馬達）的接觸器緩慢斷開會產生什麼影響。 **提示** ：描述由此產生的直接問題以及對維護的長期影響。

本文簡要介紹了面板隔離作為中介繼電器的重要用途。請透過繪製一個基於電壓隔離的隔離面板草圖來詳細說明。並標示各種控制線的顏色。 **提示** ：目前有幾種不同的標準，建議以 IEC 60204-1 為起點。[Siemens 提供的控制面板參考手冊](https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:3c7f5528-3e77-4e3b-ad34-04574843f984/iecstandards-technicalguide-icp-us.pdf)中對此有很好的描述。