非保持繼電器和保持繼電器有什么區(qū)別？

非保持繼電器只有在繼電器線(xiàn)圈通電時(shí)才會(huì)保持切換后的導(dǎo)通狀態(tài)；而保持繼電器即使在斷電后，也會(huì)維持其當(dāng)前狀態(tài)。由于這兩類(lèi)繼電器的工作方式不同，它們適合的應(yīng)用場(chǎng)景也不同。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)工程師越來(lái)越需要理解這兩種繼電器之間的差異。兩者都很重要，但使用場(chǎng)景不同。Same Sky 提供這兩類(lèi)功率繼電器，本文將深入介紹二者在基本原理、優(yōu)勢(shì)、缺點(diǎn)以及實(shí)施最佳實(shí)踐方面的差異。想了解更多繼電器內(nèi)容？可參考我們的其他博客主題：

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繼電器基礎(chǔ)

在進(jìn)一步討論保持繼電器和非保持繼電器之前，有必要先了解繼電器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)。我們?cè)凇独^電器須知》博客中更詳細(xì)地介紹過(guò)繼電器，這里先簡(jiǎn)要回顧其核心功能。電磁繼電器由線(xiàn)圈、銜鐵和復(fù)位彈簧等部分組成：線(xiàn)圈通電后會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)；銜鐵移動(dòng)以打開(kāi)或閉合觸點(diǎn)；在非保持設(shè)計(jì)中，復(fù)位彈簧會(huì)將銜鐵恢復(fù)到默認(rèn)位置。觸點(diǎn)可以采用不同配置，例如 SPST（單刀單擲）或 SPDT（單刀雙擲）。

作為機(jī)械器件，繼電器的切換并非瞬時(shí)完成；電磁繼電器具有一些會(huì)影響性能的重要時(shí)序特性。關(guān)鍵時(shí)序特性包括：

·        動(dòng)作時(shí)間：線(xiàn)圈通電后，觸點(diǎn)完成狀態(tài)切換所需的時(shí)間。

·        釋放時(shí)間：線(xiàn)圈斷電后，觸點(diǎn)恢復(fù)到默認(rèn)狀態(tài)所需的時(shí)間。

·        觸點(diǎn)彈跳：切換過(guò)程中出現(xiàn)的一系列短暫、快速的開(kāi)合動(dòng)作，通常需要去抖電路處理。

·        最小脈沖寬度：可靠切換或鎖定繼電器所需的最短驅(qū)動(dòng)脈沖。

在高速系統(tǒng)或保持繼電器應(yīng)用中，這些參數(shù)尤為重要。

什么是非保持繼電器？

非保持繼電器有時(shí)也稱(chēng)為單穩(wěn)態(tài)繼電器。它只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，并且需要線(xiàn)圈中持續(xù)有電流通過(guò)，才能保持吸合狀態(tài)。當(dāng)線(xiàn)圈斷電時(shí)（即電流停止流過(guò)線(xiàn)圈時(shí)），復(fù)位彈簧會(huì)迫使觸點(diǎn)回到默認(rèn)的穩(wěn)定位置。因此，非保持繼電器非常適合那些在斷電時(shí)需要回到故障安全狀態(tài)的安全關(guān)鍵型系統(tǒng)。非保持繼電器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單且實(shí)現(xiàn)成本低。不過(guò)，運(yùn)行過(guò)程中需要持續(xù)電流會(huì)增加功耗；繼電器長(zhǎng)時(shí)間吸合還可能導(dǎo)致線(xiàn)圈發(fā)熱，從而縮短使用壽命。如需查看不同類(lèi)型的產(chǎn)品，可瀏覽 Same Sky 的非保持功率繼電器和信號(hào)繼電器選型。

非保持繼電器的基本結(jié)構(gòu)

什么是保持繼電器？

保持繼電器也稱(chēng)為雙穩(wěn)態(tài)繼電器，其特點(diǎn)是即使線(xiàn)圈斷電，也會(huì)保持在最后一次切換后的位置。保持繼電器通常通過(guò)永久磁鐵或機(jī)械鎖扣來(lái)保持銜鐵位置，并可通過(guò)一個(gè)短電脈沖進(jìn)行復(fù)位或切換。保持繼電器的優(yōu)勢(shì)在于不需要保持電流，因此能夠顯著降低甚至消除待機(jī)功耗。由于線(xiàn)圈只在非常短的時(shí)間內(nèi)使用，受到的熱應(yīng)力更小，也減少了熱退化。最后，由于保持繼電器即使在斷電期間也能保留最后狀態(tài)，因此在需要維持運(yùn)行狀態(tài)的系統(tǒng)中非常有用。

不過(guò)，設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐中總會(huì)存在權(quán)衡。保持繼電器的驅(qū)動(dòng)電路比非保持繼電器更復(fù)雜；對(duì)于單線(xiàn)圈類(lèi)型，還需要極性反轉(zhuǎn)電路。對(duì)于使用永久磁鐵的版本，過(guò)電流可能導(dǎo)致磁鐵退磁；過(guò)大的機(jī)械沖擊也可能使鎖定狀態(tài)脫離，從而引發(fā)故障。若要查看實(shí)際產(chǎn)品選項(xiàng)，可瀏覽 Same Sky 的保持功率繼電器選型。

保持繼電器的基本結(jié)構(gòu)

單線(xiàn)圈保持繼電器和雙線(xiàn)圈保持繼電器有什么區(qū)別？

單線(xiàn)圈保持繼電器和雙線(xiàn)圈保持繼電器都能在線(xiàn)圈斷電后維持切換狀態(tài)，但它們的工作方式不同。單線(xiàn)圈保持繼電器使用同一個(gè)線(xiàn)圈來(lái)完成鎖定和解鎖。雙線(xiàn)圈保持繼電器則使用兩個(gè)獨(dú)立線(xiàn)圈：一個(gè)用于鎖定繼電器，另一個(gè)用于解鎖繼電器。兩類(lèi)保持繼電器都無(wú)需持續(xù)供電即可保持狀態(tài)。不過(guò)，單線(xiàn)圈繼電器需要反轉(zhuǎn)線(xiàn)圈極性來(lái)復(fù)位，而雙線(xiàn)圈繼電器使用一組獨(dú)立引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位。雖然雙線(xiàn)圈方案會(huì)占用更多引腳，整體尺寸也略大，但由于不需要極性反轉(zhuǎn)，其電路更簡(jiǎn)單。

非保持繼電器與保持繼電器對(duì)比

為了便于快速比較，下表展示了非保持繼電器與保持繼電器之間的差異。

實(shí)施保持或非保持繼電器的最佳實(shí)踐

即使是最高質(zhì)量的繼電器，在正確應(yīng)用中使用時(shí)，也需要遵循最佳實(shí)踐，才能確保最佳性能和較長(zhǎng)使用壽命。正確選型、合理布局，并將其集成到設(shè)計(jì)良好的電路中，可能決定系統(tǒng)是多年無(wú)故障運(yùn)行，還是過(guò)早失效。雖然經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員所掌握的完整技巧和方法無(wú)法壓縮到本文一個(gè)章節(jié)中，但仍有幾項(xiàng)直接有效的做法能帶來(lái)顯著收益。

對(duì)于使用直流電的非保持繼電器線(xiàn)圈，最重要的措施之一是在繼電器線(xiàn)圈兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管。這個(gè)簡(jiǎn)單元件可以抑制線(xiàn)圈斷電時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰，保護(hù)驅(qū)動(dòng)電子器件和周邊電路免受損壞。此外，降低浪涌電流也能進(jìn)一步保護(hù)繼電器、觸點(diǎn)以及上游電源路徑元件，提高整體可靠性。在切換電容性負(fù)載或磁化負(fù)載時(shí)，這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)檫@類(lèi)負(fù)載在上電瞬間可能產(chǎn)生很大的電流沖擊。

對(duì)于保持繼電器，最大的改進(jìn)空間在于精確控制動(dòng)作過(guò)程。使用專(zhuān)用驅(qū)動(dòng) IC 或 H 橋可以簡(jiǎn)化單線(xiàn)圈設(shè)計(jì)中的極性反轉(zhuǎn)，并確保動(dòng)作一致。脈沖寬度控制同樣關(guān)鍵：如果脈沖過(guò)短，繼電器可能無(wú)法動(dòng)作；如果脈沖過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)浪費(fèi)能量，并使線(xiàn)圈不必要地過(guò)熱。在要求較高的應(yīng)用中，還應(yīng)考慮振動(dòng)和沖擊防護(hù)，因?yàn)闄C(jī)械擾動(dòng)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致保持繼電器發(fā)生非預(yù)期切換。

對(duì)于兩種類(lèi)型的繼電器，還存在一些通用最佳實(shí)踐。應(yīng)對(duì)觸點(diǎn)額定值進(jìn)行降額使用，避免讓繼電器長(zhǎng)期接近最大極限運(yùn)行。還應(yīng)確保充分通風(fēng)或采取熱管理措施，以處理熱量積聚；在多塵或潮濕環(huán)境中，則應(yīng)選擇密封型產(chǎn)品。通過(guò)這些措施，設(shè)計(jì)人員可以顯著提升非保持繼電器和保持繼電器的可靠性與壽命。

如何在非保持繼電器和保持繼電器之間做選擇

選擇合適的繼電器，首先要理解應(yīng)用需求。線(xiàn)圈電壓和電流必須與可用電源匹配，觸點(diǎn)額定值也必須適合負(fù)載類(lèi)型。如“最佳實(shí)踐”部分所述，在繼電器選型時(shí)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)降額，確保繼電器不會(huì)一直在最大能力下運(yùn)行。繼電器的最大切換電壓也必須匹配或高于系統(tǒng)的運(yùn)行要求，同時(shí)還應(yīng)考慮功耗預(yù)算。安全因素和環(huán)境條件也應(yīng)影響選型，應(yīng)選擇具備相應(yīng)特性的繼電器來(lái)滿(mǎn)足應(yīng)用要求。

除了這些繼電器選型的一般要求外，還可以針對(duì)非保持繼電器和保持繼電器提出以下幾個(gè)具體問(wèn)題：

結(jié)論

在非保持繼電器和保持繼電器之間進(jìn)行選擇，需要平衡能效、設(shè)計(jì)復(fù)雜度和應(yīng)用需求。非保持繼電器具有操作直接、可實(shí)現(xiàn)故障安全功能等優(yōu)勢(shì)；保持繼電器則提供低功耗性能和狀態(tài)保持能力。Same Sky 提供這兩種類(lèi)型的繼電器，幫助工程師和設(shè)計(jì)人員為具體設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)找到合適的解決方案。

要點(diǎn)總結(jié)

·        非保持繼電器需要持續(xù)線(xiàn)圈供電才能保持吸合；斷電后會(huì)自動(dòng)返回默認(rèn)位置。

·        保持繼電器無(wú)需消耗電流即可保持在最后切換狀態(tài)，從而降低待機(jī)功耗，并在電源中斷時(shí)保留運(yùn)行狀態(tài)。

·        單線(xiàn)圈保持繼電器依靠極性反轉(zhuǎn)來(lái)置位或復(fù)位；雙線(xiàn)圈保持繼電器則使用獨(dú)立控制引腳來(lái)簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路。