Guia de seleção de relé PCB: regras de bobina, contato, carga e térmicas para verificar

Conclusão primeiro: um relé PCB funciona tão bem quanto a carga do pior caso, a temperatura ambiente dentro do gabinete e a margem de acionamento da bobina que você fornece. Escolha seis parâmetros, verifique dois deles em sua temperatura ambiente máxima e trate cada valor de vida útil de comutação na folha de dados como válido apenas sob as condições de carga impressas ao lado dele.

A falha que inicia a maioria das buscas por um guia de seleção é assim. Uma placa de aparelho de 16 A é verificada a 25 C com uma carga resistiva e o relé é classificado para 16 A a 250 VCA para 30.000 operações. Na produção, a carga é uma fonte chaveada com inrush de 20 A, o gabinete atinge 70 C e o transistor driver desce 0,7 V do barramento de 12 V. O contato é soldado no sétimo mês e o relé é responsabilizado em vez das condições nominais.

As seções abaixo cobrem os números que realmente decidem se um relé passante ou SMT sobrevive e quando uma versão travada, selada ou 105 C vale o custo extra.

Seis parâmetros que decidem a seleção do relé PCB

Trabalhe com eles em ordem. Cada um pode eliminar um candidato antes de você gastar tempo em desenhos de pegadas.

Dois deles precisam de confirmação de bancada em vez de leitura da folha de dados: tensão de operação obrigatória no trilho de alimentação mais baixo e aumento da temperatura de contato sob a carga real.

Acionamento da bobina: Projete para a tensão obrigatória, não para a nominal

Não é garantido que uma bobina de 12 VCC funcione a 12 V. A tensão de operação obrigatória é normalmente especificada em torno de 75% da nominal a 20 C, ou seja, aproximadamente 9 V. A resistência do cobre aumenta cerca de 0,4% por grau Celsius, portanto, uma bobina situada a 85 C tem resistência de enrolamento visivelmente maior, extrai menos corrente da mesma tensão aplicada e desenvolve menos força magnética. A pressão de contato também cai à medida que as peças se expandem, de modo que a resistência de contato aumenta ao mesmo tempo.

A regra prática é dar à bobina pelo menos 90% do nominal quando a alimentação está no mínimo e a placa está no máximo. Para um barramento de 12 V, calcule a tolerância do regulador, a tensão de saturação do transistor (0,3 a 0,7 V para um driver bipolar, muito menos para um MOSFET) e qualquer conector ou queda em série. Abaixo de aproximadamente 80%, espere vibração ou falha no lado frio da faixa.

A versão se comporta de maneira diferente. Um diodo de roda livre é a proteção padrão, mas estende o tempo de liberação em alguns milissegundos. Um diodo mais zener ou um amortecedor RC são liberados mais rapidamente, ao custo de peças extras e uma tensão de pico mais alta no driver. Se o relé precisar cair dentro de uma janela definida, teste a rede de amortecimento real em vez de presumir.

Carga de Contato e Derating: Inrush e Arcos DC

As classificações de contato dependem do tipo de carga, e o tipo de carga é o que a maioria das listas restritas ignora. Lâmpadas incandescentes e fontes de alimentação capacitivas consomem correntes de irrupção 10 a 20 vezes o valor do estado estacionário por alguns milissegundos; os motores puxam de 6 a 8 vezes. Um relé solicitado a comutar essas cargas precisa de um valor de teste para inrush, e não apenas da classificação contínua.

Cargas DC são mais difíceis. Um arco AC se extingue a cada cruzamento de zero, aproximadamente 100 ou 120 vezes por segundo. Um arco CC não funciona, portanto, o mesmo relé classificado como 16 A a 250 VCA só pode ter classificação de 5 a 10 A a 30 VCC. Se sua aplicação alternar CC, comece pela tabela de classificação CC e reduza novamente para cargas indutivas.

A escolha do material segue a carga. O AgSnO2 resiste à soldagem sob lâmpada e à irrupção capacitiva, razão pela qual aparece nos relés de comutação de aparelhos. AgNi é adequado para cargas resistivas e indutivas leves. O banho de ouro pertence a circuitos secos, como caminhos de sinal de baixo nível onde filmes de óxido causariam contato intermitente; é a escolha errada para qualquer carga que transporte corrente real. Contatos bifurcados ajudam quando um contato precisa funcionar de forma confiável em correntes baixas e moderadas, porque dois pontos de contato oferecem uma segunda chance de conexão.

Travamento ou monoestável: decida pelo orçamento de energia em espera

Um relé monoestável mantém a posição apenas enquanto a corrente flui através da bobina. Uma bobina de 12 V de 400 mW consome aproximadamente 33 mA continuamente, o que representa 0,4 W de calor dentro de um gabinete selado e um custo real em um medidor ou produto alimentado por bateria com vários relés. Um relé de travamento magnético muda de estado com um pulso de 10 a 50 ms e então permanece com corrente de retenção zero.

A compensação é a complexidade da unidade e o comportamento do estado. Relés de travamento precisa de um pulso de inversão de polaridade, geralmente de uma ponte H ou de dois transistores, e o pulso deve ser longo o suficiente para completar a transferência mecânica. Em troca, o contato permanece onde estava durante uma interrupção de energia, que é exatamente o que os medidores de serviços públicos e os controladores de iluminação desejam. Uma versão de bobina única usa um enrolamento e polaridade invertida; uma versão de bobina dupla usa dois enrolamentos, o que simplifica o driver para dois interruptores do lado inferior. A família FH31L oferece opções de bobina simples e bobina dupla, para que um design possa alterar o estilo da unidade sem alterar o tamanho.

Relé de travamento FH31L 80A para medidores inteligentes Relé de travamento IEC62052-31 UC2 com comutação de 80 A e opções de bobina simples ou dupla, destinado a projetos de medidores inteligentes onde o estilo de acionamento pode mudar sem alterar a área ocupada. Ver Produto →

Ajuste mecânico, vedação e certificação

A compatibilidade de pegada é onde os relés de aparência equivalente diferem. Dois relés de potência de 16 A podem compartilhar o mesmo passo de pino, embora diferindo no comprimento e no diâmetro do pino, na altura do corpo e se os terminais ficam em uma base selada. Verifique o desenho mecânico em relação ao contorno da placa, e não em relação a outro número de peça, e verifique a altura em relação ao gabinete antes de cortar a ferramenta.

A vedação é importante se a montagem for lavada após a soldagem. Uma tampa à prova de fluxo mantém o fluxo e o fluido de limpeza longe dos contatos; uma versão selada com plástico também tolera limpeza aquosa e revestimento isolante. Uma tampa contra poeira aberta não o faz, e a umidade retida tende a aparecer mais tarde, à medida que a resistência de contato varia.

A certificação faz parte da seleção, não uma reflexão tardia. As aprovações UL, TUV e CQC são anexadas a modelos e classificações específicas, e uma versão de bobina de 105 C pode ser uma entrada de arquivo separada da versão padrão de 85 C. Para mercados de exportação, confirme antecipadamente a documentação ROHS e REACH. Para obter um atalho sobre pegadas padrão e estilos de montagem, o Gama de relés para montagem em PCB agrupa peças por layout de terminal em vez de por classificação atual, o que torna a primeira lista mais rápida. O FH14T, classificado como 17 A e compatível com UL, TUV e CQC, é um ponto de referência útil para a aparência de um relé de potência de 105 C totalmente documentado.

Relé de potência PCB FH14T 17A com UL TUV CQC Relé PCB ultrapequeno com classificação de 17 A com isolamento UL Classe F e modelos de até 105°C, útil para comutação de energia certificada e seleção de guia de documentação. Ver Produto →

Combinando o relé com a aplicação

As prioridades de seleção mudam com o produto final. A tabela abaixo é um filtro inicial, não uma especificação.

Quando uma peça do catálogo se aproxima, mas não se ajusta perfeitamente, a última opção é uma configuração modificada: resistência ou tensão de bobina diferente, um material de contato específico, um terminal mais longo ou uma tampa diferente. Configurações de relé personalizadas vale a pena verificar antes de um redesenho, porque uma troca de bobina ou terminal geralmente é mais rápida e barata do que mudar para outra plataforma de relé. Para placas domésticas inteligentes, o W33 é um ponto de partida comum para comutação de 16 A com margem de inrush.

Relé de potência W33 10A para residências e eletrodomésticos inteligentes Relé PCB compacto classificado como 5 A/10 A a 250 VCA, com mais de 6 mm de fuga e inrush TV-5 de 78 A para comutação de residências inteligentes ou eletrodomésticos. Ver Produto →

Lista de verificação de liberação antes de congelar a lista técnica

1. Reproduza a carga real, incluindo a corrente de partida e a frequência de chaveamento, em um teste de resistência.
2. Meça a tensão de operação obrigatória com a alimentação no mínimo e a placa na temperatura ambiente máxima.
3. Confirme a pegada, o comprimento do pino e a altura do corpo em relação ao desenho mecânico em uma placa nua.
4. Verifique se o arquivo de certificação abrange o modelo exato, a tensão da bobina e a versão de temperatura solicitada.
5. Obtenha por escrito a condição de vida elétrica: tipo de carga, tensão, corrente, fator de potência e ambiente.
6. Qualifique uma segunda fonte ou opção de pacote com a mesma área antes da produção em volume.

FAQ: Perguntas sobre seleção de relé PCB

A seleção do relé PCB recompensa o engenheiro que lê as condições de classificação em vez dos números principais. Acerte o tipo de carga, a tensão da bobina do pior caso e o desenho mecânico, e a maioria das surpresas deixadas no campo desaparecerão. A Zhejiang Fanhar Electronics fabrica relés de potência, de travamento, industriais, de novas energias, de sinal, automotivos e de estado sólido em linhas automatizadas, juntamente com transformadores de corrente e shunts, e oferece suporte a solicitações de variantes de bobina, contato e terminal quando uma peça do catálogo chega perto do requisito.