一起了解BMS上高压继电器中的辅助触点与外部节能板
这次了解一下高压继电器上面的节能板与辅助触点,最具代表性的是来自于TYCO的继电器,例如型号为EV200HAANA,具体如下图:它是环氧封装类型(常见的另外一种是陶瓷封装型),
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在TE产品规格书中,可以看到EV200HAANA它的几个特点:带有外部的节能器、带有常开(NO)的辅助触点,我们这次就主要关注这两个方面,后面分析以此款继电器为基础。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058119160_sh8xl6.jpg?imageView2/0)
从此继电器外观上面,可以看到对外有两组接线,一组是辅助触点接线,另外一组是线圈供电线。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058129851_0tmqky.jpg?imageView2/0)
先看一下辅助触点的特性,一般情况下继电器闭合与断开时的触点状态具体如下图所示(来自松下官网):继电器的触点在闭合或断开的瞬间是有一个弹跳(bounce)的过程的,这点在测试时需要注意。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058140473_g35sll.jpg?imageView2/0)
下图为此款继电器外部在12V供电的情况下,主触点与12V供电电源之间的时序:二者延时大概为15ms左右,而且发现触点确实出现了闭合弹跳的过渡期。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058142050_5z3gmu.jpg?imageView2/0)
下图为主触点与辅助触点两者在12V上电时的闭合时序图,发现二者在闭合时都会出现弹跳,而且辅助触点比主触点要先闭合,二者时间差大概为500us。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058133403_8wszqc.jpg?imageView2/0)
同样地,下图为主触点与辅助触点两者在线圈断电时的时序图,同样发现二者在断开时也会出现触点弹跳;从时序上面,主触点先断开,二者延时大概500us。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058121864_gwmy1c.jpg?imageView2/0)
下面把目光转向此继电器的节能板,如下图所示:在继电器的侧面有一个矩形的塑料盖,这里就是放置节能板的地方。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058119476_xme19w.jpg?imageView2/0)
把这两个螺钉拆下来,就露出了里面的PCBA,发现其B面是没有器件的。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058137452_2detwd.jpg?imageView2/0)
再看一下这个PCBA的T面,器件都布置在这一面,这个小板对外连接有四条线束:其中两条是外部供电输入(红黑线),另外两条(黑黑线)是继电器线圈供电输出。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058146522_f1anlt.jpg?imageView2/0)
至此,我们要首先回答一个问题,即这个节能板是怎么节能的?关于继电器节能主要指其降低线圈的功耗水平,具体实现方法有见过双线圈方案、以及PWM驱动方案,对于节能板的工作原理目前还不清楚,我们先看一下具体的功耗情况。如下图,此继电器线圈的标称电阻为3.14Ω,那么在12V供电的情况下,长时间工作的电流应该为3.82A。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058140887_ibuxhd.jpg?imageView2/0)
另外,规格书中标出了线圈的最大冲击电流为3.8A,这个值与上面相符;其线圈工作的保持电流为0.13A@12V,相当于线圈的等效阻抗为92Ω;所以工作电流从3.82A降低到0.13A,这个就是节能板的作用。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058150148_pe4c8h.jpg?imageView2/0)
接下来用示波器实际测量一下节能板的电压电流波形,试验台架如下:使用直流电源给继电器的供电端(红黑线)提供12V电源,同时使用示波器观测其供电端(红黑线)与线圈端(黑黑线)的电压与电流。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058141429_14vo0e.jpg?imageView2/0)
下图是继电器供电端的上电电流波形:确实在启动时电流最大会达到4A左右,然后经过100ms后,电流波形到达稳定状态。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058145586_62wuwk.jpg?imageView2/0)
将稳定状态下的电流波形展开,如下图:可见,节能板使用PWM的驱动方式。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058144712_ta8bam.jpg?imageView2/0)
再看下继电器线圈端的电压、电流波形:同样的,也是经过100ms左右后,达到稳定的状态。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058150454_fg53vo.jpg?imageView2/0)
线圈端稳定后的波形展开如下:发现线圈中的电流在上下浮动,但不会降低到0A;而线圈两端的电压是周期性开关的,与开关电源很类似。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058150872_miq0lv.jpg?imageView2/0)
从上面的各个波形可以得出基本的结论:此继电器的节能板工作时,使用PWM方式来驱动线圈,进而实现降低功耗的目的。关于这个节能板的电路原理以及继电器内部触点的结构,还没来得及分析,等后面找机会再深入学习。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693058125247_lxlmqo.jpg?imageView2/0)
前些年我看大家选的松下、TYCO的继电器比较多,现在是选国产的比较多,例如宏发、SCII、BYD等等;以上所有,仅供参考。 著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-08-26
最近编辑:1年前