在智能控制器產品中，我們通常會用到功率繼電器這一重要的器件，下面為大家簡單分享下自己在功率繼電器選型和應用時踩過的一些坑.

繼電器構造及原理

繼電器工作原理如上圖所示，通過在驅動線圈部分輸入控制信號，轉換為磁場，控制彈片的開合；

目前實際的應用場景是：通過GPIO端口控制H/L，在線圈部分加載5VDC電壓實現對輸出測AC通道的開關控制，實現弱電控強電；

對繼電器需額外注意以下兩個方面：

1：驅動線圈和彈片的安規隔離認證的要求

2：繼電器負載耐久性認證問題

在智能控制器產品認證過程中，如果發現繼電器UL認證證書不滿足產品的宣稱，則需增加隨機認證（時間長，兩年維護一次，且有fail的風險），否者需要重新選型，體積布局變化又需要重新設計，影響產品的開發進度；

如下是根據以往設計的經驗，總結整理的繼電器選型時應該重點考慮的參數，總表參照如下，后頁對每個參數做詳細介紹：

下面講解以上表格中的關鍵參數：

1：繼電器類型

磁保持繼電器：線圈被激勵時觸點動作，去掉激勵后，觸點仍然保持該狀態，要使觸點恢復原狀，需要給單線圈型繼電器施加反向激勵，或者給雙線圈型的復位線圈施加激勵.

單穩態繼電器：線圈被激勵時觸點動作，去掉激勵后，觸點恢復原狀.所以我們通常稱之為非磁保持繼電器

極化繼電器：觸點狀態的轉換取決于線圈端激勵電壓極性，與單穩態繼電器差別是動鐵材質，單穩態為鐵，極化繼電器為永磁，需要符合激勵極性才動作；

注：一般根據客戶的要求及成本考量，磁保持相對貴，但是只需要一次觸發≈100ms，可以節約長期功耗需求；

在磁保持繼電器應用中，初始化時需要對繼電器進行復位操作，進入OFF態，防止斷電后由于設備未拔電造成危險動作，如電鉆、鋸子等

在燈具的控制應用中需要初始態為ON，參照于智能燈具設置初始態均為100%亮度，應對客戶新燈具上電即為亮狀態，客戶體驗考慮；此邏輯與上相悖，且易造成停電又來電后設備一直在耗電，但這是目前市場常規做法；

2.繼電器觸點

2.1：觸點形式

例如：德國走向智能插頭如果需要做GS認證需要選用雙斷開關（EK 647-17），做CE認證可以不滿足；

2.2：電耐久性

在觸點上施加額定負載，線圈上施加額定電壓時，繼電器可以正常切換的次數，一般以“次數”表示；常見規格電耐久性10萬次，機械耐久性100萬次（不帶載）

2.3：觸點負載

例如：額定負載要求如250V/16A，負載類型為：電子整流器、鎢絲燈；

不同負載類型有不同穩態電流值和沖擊電流，如下為圖表所示，瞬態值對繼電器選型起決定性因素如下頁所述：

2.4 觸點電耐久性需求

      下圖某16A/250V繼電器部品的規格書，額定阻性負載滿足10萬次認證，但10A的電子整流器（容性）下只能滿足3萬次；

例如：控制器認證標準UL60730中要求滿足最低6000次額定標稱負載的開關次數要求

對于觸點的電耐久性，除了考慮次數外，還需要關注繼電器負載認證時的溫度參數；

舉個例子，某產品要宣稱環境溫度80℃，負載:277VAC  5A  類型為：Electronic Ballast, Tungsten, and Standard Ballast.

下圖為宏發某款繼電器UL證書， 可以看到該繼電器認證時，對應負載下，測試環境溫度只有60℃，所以當產品宣稱80℃環境溫度時，則需增加隨機測試，所以前期的選型一定要考慮到觸電耐久性的認證條件，避免增加隨機測試.

2.5 觸點損害機理及改善

2.5.1：觸點損害機理

接通過程：如電機、電容、螺線管、白熾燈（冷態時低阻）會引起數倍于穩態電流的沖擊電流 ；

關斷過程：斷開螺線管、電動機等感性負載時會引起數百—數千V的反向電壓，在觸點間就會產生放電現象；

如上的沖擊電流和反向電壓均會使觸點受到很大的損害，明顯縮短繼電器的使用壽命；

觸點溶著圖示

觸點遷移圖示

2.5.2：過零電路

沖擊電流是峰值電壓直接加載在容性負載下造成的，通過增加電壓過零電路可以有效改善沖擊電流（沒有電壓突變，電容電壓慢慢隨輸入增加），以下圖示為歐姆龍某繼電器單品增加過零后對觸點的改善圖示，效果是非常明顯；

對于繼電器過零電路設計中存在以下如下難點：

繼電器為機構部品，存在響應延遲ms級別。如果處理不好，檢測時是電壓零點，實際響應時卻是電壓波峰，壽命惡化。

目前有的方法是通過軟件學習識別繼電器實際延遲時間修改繼電器的開啟時間，實現響應的真正過零，右下圖為增加軟件補償后實現過零測試波形；