線圈功耗降低：（不適用于磁保持型繼電器）
我們經(jīng)常會(huì)希望降低總功耗和減少加熱。要實(shí)現(xiàn)此目的，一種方法是降低繼電器線圈功耗。下面是用于對(duì)直流線圈繼電器實(shí)現(xiàn)此目的的兩種方法。不過，必須注意，通過任何方法降低線圈功耗都會(huì)降低繼電器保持繼電器銜鐵固定的能力，從而降低繼電器的抗振性。
同樣，如果沖擊和/或振動(dòng)打開繼電器鎖閂，繼電器將釋放，并且無法重新工作，直到再次受到至少最小工作電壓驅(qū)動(dòng)。特別是在安全關(guān)鍵型應(yīng)用中，在整體控制設(shè)計(jì)中必須小心，以便安全地適應(yīng)這種情況。
所有這些技術(shù)都依賴于應(yīng)用說明“適當(dāng)?shù)木€圈驅(qū)動(dòng)對(duì)提高繼電器和接觸器性能至關(guān)重要”中定義的繼電器的“保持”電壓。請(qǐng)注意，在制造過程中通常不控制“保持”參數(shù)，也不會(huì)在數(shù)據(jù)手冊(cè)上指出。如果計(jì)劃實(shí)施線圈功耗降低，無論如何要咨詢 TE 產(chǎn)品工程部，并且可能還需要訂購(gòu)控制其“保持”電壓的專用繼電器，以便整體功能可預(yù)測(cè)且可靠。
降低線圈功耗的一種方法是使用兩種不同的、經(jīng)過良好過濾的電源，它們同時(shí)連接到繼電器線圈（通常一起連接二極管“OR’d”以用于隔離）和兩種單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)方式。實(shí)現(xiàn)此功能也有幾種不同方法，但最常見的方法如下所示：
圖 1
首先，(1) 通過啟用兩個(gè)電壓的較高電壓（等于或大于額定“標(biāo)稱”線圈電壓）至少 100 微秒來運(yùn)行繼電器，以便可靠地運(yùn)行并穩(wěn)定繼電器，然后 (2) 啟用具有至少等于或大于“保持”電壓的較低電壓，并禁用較高電壓驅(qū)動(dòng)，以便使較低的電壓保持繼電器處于運(yùn)行狀態(tài)。
根據(jù)該繼電器的“保持”電壓有多低以及環(huán)境溫度變化，設(shè)計(jì)人員必須確保“保持”電壓高到足以適應(yīng)應(yīng)用中預(yù)期的沖擊和振動(dòng)水平，并確保電樞保持固定。
對(duì)于一些已經(jīng)研究過的繼電器系列，TE 產(chǎn)品工程部可以在此評(píng)估的細(xì)節(jié)方面提供一些幫助。
? PWM（脈沖寬度調(diào)制）
另一種降低線圈功耗的方法是脈沖寬度調(diào)制 (PWM)。在此方案中，繼電器線圈由至少額定“工作”電壓的初始直流電壓電平 (1) 驅(qū)動(dòng)至少 100 微秒，然后以某個(gè)理想的頻率和負(fù)載循環(huán)（將使繼電器“保持”在運(yùn)行狀態(tài)）“關(guān)閉”(2) 和“打開”(3) 驅(qū)動(dòng)晶體管。由于頻率和負(fù)載循環(huán)響應(yīng)針對(duì)每個(gè)繼電器機(jī)構(gòu)、線圈電壓、線圈功率和其他幾個(gè)因素而各不相同，因此這個(gè)實(shí)現(xiàn)過程非常復(fù)雜。在控制設(shè)計(jì)期間，始終應(yīng)咨詢 TE 產(chǎn)品工程部。
圖 2
一般 PWM 提示：
? 必須始終直接在繼電器線圈上使用“續(xù)流二極管”，以允許電流重新循環(huán)，并協(xié)助將繼電器保持運(yùn)行狀態(tài)。續(xù)流回路中不應(yīng)有齊納二極管或電阻器，因?yàn)檫@會(huì)降低承受“關(guān)閉”時(shí)間的能力。
? 特別是在高于約 10 kHz 的情況下，開關(guān)晶體管必須能夠在該頻率下可靠運(yùn)行，并且線圈上的二極管必須是肖特基或快速恢復(fù)類型。這通常意味著達(dá)林頓晶體管不能超過 10kHz，需要某種類型的 FET 或高增益雙極晶體管。
? 通常建議頻率不低于 15 kHz，以避免出現(xiàn)能夠聽到的控制噪聲 - 尤其是對(duì)于安靜的應(yīng)用環(huán)境。
根據(jù)施加的電壓、繼電器類型的頻率響應(yīng)和環(huán)境溫度變化（影響 L/R 比，從而影響頻率響應(yīng)），設(shè)計(jì)人員必須確保電壓、頻率和負(fù)載循環(huán)足以適應(yīng)應(yīng)用中預(yù)期的沖擊和振動(dòng)水平。
對(duì)于一些已經(jīng)研究過的繼電器系列，TE 產(chǎn)品工程部可以在此評(píng)估的細(xì)節(jié)方面提供一些幫助。
下面是一個(gè)特定繼電器的頻率和負(fù)載循環(huán)響應(yīng)的典型示例，其中給出了在不同頻率和負(fù)載循環(huán)下將繼電器保持運(yùn)行狀態(tài)所需的絕對(duì)最小值。注意：下面示例圖表中的值僅供參考，并且基于一個(gè)很小的 10 繼電器樣本。絕不應(yīng)將它們直接用于控制設(shè)計(jì)，因?yàn)槔^電器運(yùn)行還會(huì)受到?jīng)_擊、振動(dòng)和線圈溫度的影響，因此始終需要更高的負(fù)載循環(huán)值，具體取決于應(yīng)用。同樣，TE 產(chǎn)品工程部可以提供更詳細(xì)的建議，尤其是對(duì)于存在此類數(shù)據(jù)的繼電器系列。
有時(shí)還使用各種其他脈沖線圈驅(qū)動(dòng)方案，如“充電泵”，但它們大多使用指數(shù)（而不是矩形）充電/放電波形，這些波形很難評(píng)估和控制來確保正確的線圈驅(qū)動(dòng)。這種技術(shù)只有在經(jīng)過非常仔細(xì)的評(píng)估后才能使用。
圖 3
