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什么是干簧管(磁簧开关)动态接触电阻值(DCR)?

        动态接触电阻值 (Dynamic Contact Resistance,DCR)可度量出开关的实际动态状态,之前已描述的,接触电阻大多数由干簧片本身的电阻或引线电阻所组成的。度量磁簧开关端子间的电阻仅能概略显示开关功能是否正常,要提供更详尽关于开关的操作功能,务必要在动态情况下观察量度干簧开关的操作,这样才会更为准确。以50Hz 至200Hz 的频率范围去操作开关, 可展现出更多详尽的讯息,切换0.5伏的电压及约50mA的电流, 能够测出潜在的问题。这种测试能以示波器来实现,或者通过些自动测试方式来进行数字化,需特别注意的是应避免测试电压超过0.5 伏,以免产生“贯穿”现象。

        如一个干簧管在制造过程中清洁未能控制好,会残留些几个埃厚度的非传导性薄层,当切换非常低的讯号或接近无电流时(在任何电压或电流流经过干簧开关前,让干簧管先闭合 ),此薄层就如同断路一样,当使用高电压测试时,可能会错失掉发现此潜在问题的机会。

测量干簧管的动态电阻

一个典型线路的原理图用于测量干簧管的动态电阻


        当以50Hz至200Hz频率加至一线圈上,开关会在约0.5ms 时动作,这开关将振荡约100μs并在0.5 ms的时历经一段动态噪声,这动态噪声是由开关不断振荡但未开启时产生的,此时接触电阻随着开关干簧片受到的压力不同而发生相应的变化。在约0.5 ms或更小的时期,簧片振荡弹力会出现急速衰减。

DCR波形图

一个典型动态接触电阻波形图,显示初期的闭合,振荡,动态噪声及波动期的摆动状况

一个典型动态接触电阻波形图,显示初期的闭合,振荡,动态噪声及波动期的摆动状况


        一旦此动态噪声消失,开关将经历一个“波动期”。此时开关仍闭合着但维持振荡至1ms或更长的时间。开关在磁场下振荡时,会在簧片间产生电流,一旦停止摆动后, 开关将呈静态状况。

        由动态测试所产生的各种波型种类可显示出磁簧开关的品质水准,通常,当加上线圈电压后,开关的动态状况应在1.5ms 内稳定下来。若开关持续振荡超过250μs,闭合力会减弱,导致开关寿命减短,尤其在没有负载的情况之下。

一个振荡过度的动态接触电阻波形图一个振荡过度的动态接触电阻波形图

 

        如果动态噪声或振荡持续时间超长,这可能代表干簧管密封不良或应力过大。此状况可能会导致玻璃管产生裂缝或破损,如果振荡振幅过大,这表示玻璃管可能承受过大应力而可能导致裂缝产生。在这状况下,外界的空气和水汽可能渗入玻璃管,导致开关上的污染产生。

动态噪声过大时的动态接触电阻波形图, 显示玻璃管可能应力过大或有裂痕的状况

动态噪声过大时的动态接触电阻波形图, 显示玻璃管可能应力过大或有裂痕的状况

 

一个接触点振荡过度的动态接触电阻波形图, 显示玻璃管可能应力过大或有裂痕的状况

一个接触点振荡过度的动态接触电阻波形图, 显示玻璃管可能应力过大或有裂痕的状况



        同时,当开关连续不断闭合而接触电阻随之混乱的小幅变化,这种状况可能是由污染,密封有裂缝,电镀层松动或剥落造成,可能会缩短干簧管寿命。

一个磁簧开关在连续操作下,  每次接触电阻都产生改变, 表示触点有可能受到污染

一个磁簧开关在连续操作下,  每次接触电阻都产生改变, 表示触点有可能受到污染
 

        改变加在线圈上的频率有时能察觉出更多有关共振的问题。开关噪声或波动的振幅加大或时间加长亦会显示出类似的问题。

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