电磁继电器在汽车电器保护电路中的应用

刘兰强

摘 要：随着科学技术的不断发展，汽车领域所应用的电气设备的自动化程度越来越高，所用成本也越来越大，如何更好地保护这些电气设备，稳定汽车的电源电压，已经成为电子技术在汽车领域应用的一个重要课题。电磁继电器在汽车控制电路中的巧妙应用，对汽车电源稳定性的提高起到了至关重要的作用，本文将对电磁继电器在汽车电器保护电路中的应用进行分析。

关键词：电磁继电器 汽车电源 电器保护电路 应用

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（a）-0073-02

对于汽车电器设备来说，汽车电源是非常重要的部分。在汽车电路当中，电源稳定性直接决定了电器设备在工作中的具体状态，从相关研究中可以看出，将控制电路融入到汽车电器的供电电路当中，利用电磁继电器的通断进行适时有效控制，能夠实现对汽车设备的有效保护，是提升汽车行驶安全性的重要因素，也是提升整车质量的一个关键环节。

1 电磁继电器在实际工作中的原理和结构分析

1.1 电磁继电器在实际工作中的原理

电磁继电器的作用原理就是利用低电压和弱电流对高电压和强电流电路进行控制，它是利用电磁铁线圈的通断电从而控制衔铁动作，实现动静触点的吸合来控制工作电路通断电的。电磁铁通电的过程中，将衔铁吸下来，让动触点与静触点之间相互接通，闭合工作电路。电磁铁线圈断电，衔铁失去磁性，利用弹簧拉起衔铁，从而切断工作电路。

1.2 电磁继电器在实际工作中的结构和具体过程

对于电磁继电器来说，能够实现远距离的操纵与自动化生产，对于生产与生活来说非常重要。所以，电磁继电器到底是由哪些部分构成的？又是如何达到自动控制的？可以从电磁继电器结构看出，主要是由电磁铁A和衔铁B与弹簧C以及动触点D，还有静触点E这5个部分构成的。可以将电磁继电器的工作电路划分成控制电路与工作电路。控制电路主要是由电磁铁A和衔铁B与低压电源以及开关共同组成的；工作电路主要是由类似于开关静触点和动触点构成的。在电源电压较低的情况下，D与E之间的常闭触点是连通的，此时，常开触点是断开的，电路处于正常工作状态。当电源电压升高时，控制电路工作，D和E间动触点与常闭触点断开，动触点与常开触点接触而将工作电路接通，对电路动作进行保护。继电器动作开始的时候，衔铁会被电磁直接吸入，动触点和常开静触点之间相互接触，让D和E之间相互联系，此时弹簧就会被拉长。当开关S进行断开，电磁铁丧失磁性，衔铁没有任何吸引力，衔铁在弹簧拉力的作用下回到之前的位置，动触点和静触点彻底断开，工作电路被切断。

2 浅析汽车电源的工作原理

对于汽车来说，主要运用的是交流和直流双电源进行供电。汽车运用的主要供电电源是指铅蓄电池，其额定电压在12V直流电，如果是柴油车的话，就是24V，交流发电机属于备用的电源，其主要作用在于为蓄电池进行充电，所形成的三相交流电通过整流和滤波之后输出额定电压14.5V的直流电。汽车的电器设备所制定的额定电压为12V，当有超载问题出现时，交流发电机的电源就会在电器设备中进行接入，此时，电压就会超出20%的额定电压，可能对用电设备造成烧毁，为了让汽车更加安全、可靠地运行，避免汽车电器在发电机超载之后发生烧坏，工作人员对汽车电器的保护电路进行了设计。

3 电器保护电路的实际工作原理

汽车电路的前端主要是由集成放大器构成的电压比较器。如果电源电压在12V以内，电压比较放大器就会输出低电平，此时，继电器的电磁铁线圈中没有电流流过，继电器不出现动作，电源电压是从继电器的常闭触点，为用电设备进行供电。如果电源电压大于12.7V，电压比较放大器就会输出高电平，电磁铁线圈通电，继电器动作，常闭触点断开，常开触点闭合，电源电压从继电器的常开触点再到可调稳压的电路，经过稳压后，为用电设备进行供电。这样就确保了电源电压小于12.7V时，稳压电路未投入使用，当电源电压大于12.7V时，稳压电路才开始工作，让输出电压一直在12V左右的，避免因为电压升高导致用电设备严重受损，实现对用电设备进行保护的目的。

4 电磁继电器的合理选用

4.1 选用电磁继电器的工作温度

因为温度变化对于电磁继电器的技术性能会产生比较严重的影响，一是过高的温度会使得电磁继电器内部塑料和绝缘材料与金属零件严重老化，与此同时，加剧触点的表面膜电阻产生会使得触点的氧化腐蚀和熄弧困难，同时，触点的切换能力逐渐下降，吸合电压有所升高。二是如果温度比较低的话，就会导致电磁继电器的触点冷粘效果加剧，此时，触点表面会出现结霜起露的现象，衔铁表面会出现异常现象，会对触点的导通效果产生影响，如果是锡封电磁继电器，会因为过低的温度导致锡脆裂并对密封性产生影响。一般情况，电磁继电器加电工作的时候，小功率的电磁继电器温度是30℃，普通功率的电磁继电器温度是40℃，功率比较大的电磁继电器的温度为50℃。同时在印制线路板的设计过程中，不能让电磁继电器和发热元器件之间的距离太近。所以，要求对电磁继电器进行选择的过程中，必须充分考虑工作温度的适用范围，并且在印制线路板的设计过程中，确保不能让电磁继电器和发热元器件之间的距离过近，在上机之前必须严格地按照详细规范展开高温和低温的筛选试验，如果是重要的一些军用产品，以“七专”以上等级的电磁继电器为宜。

4.2 正确连接电磁继电器

4.2.1 连接线圈

电磁继电器当中的详细规范主要对线圈电压提供工作电压，并且对电压进行吸合，释放电压。电磁继电器在具体的工作过程中线圈必须对额定的工作电压进行设定，不应该是动作电压。因为线圈的储能作用比较强，当电磁继电器的线圈出现断电的情况，其产生的感应电动势会出现高达数千伏浪涌电压，该浪涌电压在继电器的供电系统当中作用时，会直接影响其他器件，因此，需要在继电器线圈的两头加入“瞬态抑制的电路”，将其电压的峰值限制在具体范围中，瞬态抑制的电路为在线圈两端并联阻容电路。

4.2.2 连接电磁继电器的触点

从理论上来讲，电磁继电器的触点是能够并联的，同时，还能够串联。对于前者来说能促进电路接通可靠性的提高，在电路断开可靠性是相反的；触点串联能够促进电路断开可靠性的提高，电路接通可靠性则是相反的。主要原因在于因为电磁继电器的所有触点之间并不能同时地动作，因此，并不选择两组或是多组触点并联。现阶段，多数选择的都是将两个或者是大于两个的同类型进行串联，提高可靠性，可以用公式对并联的可靠度进行表示如下。

Rt=1-（1-R）n （1）

在公式（1）当中，Rt是指并联后可靠度，对于R来说，则代表的是每个继电器本身的可靠度。触点串联可以促进其负载电压的提高。在使用的过程中，所加电压不能比超过线圈的最大允许电压，也不能低于其额定工作电压，否则会对就会线圈寿命和使用可靠性造成严重的影响。

4.2.3 电磁兼容性

电磁干扰是导致产品发生故障或者是性能出现降级的重要因素，电磁继电器感应机构主要由电磁铁组成的，所以，出现了严重的漏磁场与磁分路问题，应用电路的过程中，必须防止其干扰其他元器件电磁。尤其是在小信号的电路当中，例如，各型鱼雷的产品引信系统必须选择电磁屏蔽比较好的功率比较小的继电器。与此同时，在电路中，电磁继电器必须和磁性敏感的元件和磁性物质之间保持较大的距离，确保工作的可靠性。例如，某个鱼雷操雷仪表中运用的是电磁继电器，使用单机的时候必须与单机技术性能的要求相符，在调试段的过程中，该继电器是不能进行准确的转换。主要原因在于壳体中出现磁感应强度较强的磁铁，受到磁场的影响，单机中运用的继电器磁感应部分因为被磁化不能正常地工作，之后，经过对该电磁继电器的屏蔽，才可以确保调试工作顺利地开展。已经在GJB65B当中进行了明确地规定，即相邻同类的继电器在安装过程总的网格间距和安装间距要沿磁轴线的趋势确定排列间距，一般为1.27mm整倍数。现阶段网格之间的间距最小是2.54mm，就层间间距而言，一般都是3.18mm的倍數。因此，要求产品的设计者们必须加强新知识和新标准地学习，进一步掌握电磁继电器本身的技术性能，对产品进行设计的过程中，必须充分认识电磁继电器所具有的磁特性，保障其能够在产品当中正常地被转换。

5 引出端的整形和焊接

一是如果是硬引出端电磁继电器，就不能弯折引出端，避免玻璃绝缘子出现破裂导致电磁继电器发生漏气现象；如果是软引出端电磁继电器，同样不允许出现直接弯折，必须在距电磁继电器的地板跟部的3～5mm位置，选择镊子先行夹持之后在端部施力，然后缓慢弯曲到所需位置，防止出现反复弯折，确保引出端的跟部不被受力。二是如果电磁继电器被直接地安装在印制线路板中，印制线路板孔距与继电器的引出端尺寸要求相符合，同时，孔距切不可太小，必须确保继电器的引出端可以顺利地插下，印制的线路与继电器底部要空留间隙，避免贴得过紧或者是拉得太紧，使得继电器的跟部不受引力影响；三是在焊接的过程中，需要按照电磁继电器的功率对焊接温度与焊接时间进行确定，由于焊接温度比较高，同时，时间比较长，会导致电磁继电器的引出端不受热作用影响，引出端出现脱焊和虚焊的现象，此时，弹簧片的触点性能逐渐下降。

6 结语

综上所述，本研究主要对汽车电路稳压的控制电路进行分析，主要是通过控制电路达到对电磁继电器通断的有效控制，并且对稳压电路实施合理调控，保障电源输出端电压在12V左右，防止其过高或过低，从而保护汽车的电器设备，延长电器使用寿命，防止发生电器设备烧毁，让汽车可以更加稳定的工作。

参考文献

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