A Reed rele toimii käyttämällä sähkömagneettista kelaa luomaan magneettikentän, joka vetää kaksi ohutta ferromagneettista ruokoterää yhteen suljetun lasiputken sisällä ja sulkee sähköpiirin. Kun virta kulkee kelan läpi, magneettivuo magnetoi ruokkojen päällekkäiset päät vastakkaisella napaisella, jolloin ne vetäytyvät ja koskettavat. Kun kelavirta poistetaan, kaislikoiden luonnollinen jousijännitys vetää koskettimet irti ja avaa piirin. Tämä koko sykli tapahtuu yleensä sisään alle 1 millisekunti , minkä vuoksi reed-releitä käytetään laajalti siellä, missä tarvitaan nopeaa ja tarkkaa kytkentää.
Toisin kuin perinteiset sähkömekaaniset releet, jotka perustuvat erilliseen ankkuri- ja kosketinkokoonpanoon, reed-rele yhdistää magneettisen toimilaitteen ja kytkentäkoskettimen yhdeksi tiivistetyksi komponentiksi. Tämä yksinkertaisempi mekaaninen rakenne on keskeinen syy, miksi kielireleet tarjoavat pidemmän käyttöiän, pienemmän koskettimen pomppimisen ja tasaisemman suorituskyvyn miljoonien kytkentäjaksojen aikana.
Vaihtotoiminnan taustalla oleva fyysinen rakenne
Ymmärtääksesi toimintaperiaatteen täysin, se auttaa katsomaan, mitä laitteen sisällä todella on. Vakiokiekkorele on rakennettu kolmesta yhdessä toimivasta pääosasta.
| Komponentti | Toiminto |
| Lasinen kirjekuori | Hermeettisesti suljettu putki, joka on täytetty inertillä kaasulla (tai tyhjiöllä) suojaamaan kontakteja hapettumiselta, pölyltä ja kosteudelta |
| Ruoko terät | Kaksi päällekkäistä ferromagneettista nauhaa, kullattu tai rodiumpinnoitettu kosketuspisteessä, jotka toimivat sekä jousena että kytkinkoskettimena |
| Kelan käämitys | Kuparilanka kierretty lasikapselin ympärille; synnyttää magneettikentän, joka aktivoi kaislat |
| Puola ja kotelo | Pitää kelan ja lasikapselin kiinteässä asennossa, tarjoaa eristyksen ja liittimet |
Koska koskettimet on suljettu pysyvästi inertin kaasun sisällä, a Reed rele on pitkälti immuuni koskettimien korroosiolle ja kontaminaatioongelmille, jotka lyhentävät avoimen rungon sähkömekaanisten releiden käyttöikää.
Vaiheittainen vaihtoprosessi
Varsinainen kytkentäjakso voidaan jakaa neljään vaiheeseen kelan jännitteestä koskettimen vapauttamiseen.
- Kela jännitteinen: Kelan liittimiin syötetään jännite, virta alkaa virrata kuparikäämin läpi
- Muodostunut magneettikenttä: Virta tuottaa magneettivuon, joka kulkee lasiputken läpi ja magnetoi päällekkäiset kaislikärjet
- Koskettimen sulkeminen: Magnetoidut ruokokärjet vetävät puoleensa toisiaan, taipuen toisiaan kohti, kunnes ne koskettavat fyysisesti, täydentäen piirin
- Koskettimen vapautus: Kun kelavirta poistetaan, magneettinen voima katoaa ja ruokomateriaaliin sisäänrakennettu jousen jännitys vetää koskettimet takaisin erilleen
Koska ruokot itsessään tarjoavat sekä jousen palautusvoiman että sähköisen kosketuksen, erillistä mekaanista vivustoa ei ole kuluttava, mikä selittää tämän rakenteen mekaanisen yksinkertaisuuden ja kestävyyden.
Yhteiset yhteystiedot
Reed-releitä valmistetaan muutamalla vakiokosketinjärjestelyllä, joista jokainen sopii erilaisiin piirivaatimuksiin.
| Kokoonpano | Tunnetaan myös nimellä | Käyttäytyminen |
| Lomake A | Normaalisti auki (NO) | Koskettimet pysyvät auki, kunnes kela saa jännitteen, ja sulkeutuvat sitten |
| Lomake B | Normaalisti suljettu (NC) | Koskettimet pysyvät suljettuina, kunnes kela saa jännitteen, ja sitten auki |
| Lomake C | Vaihto (SPDT) | Käyttää kolmea ruokoterää, joten piiri vaihtaa kahden polun välillä |
Useita A-, B- tai C-muotoisia kytkimiä yhdessä paketissa yhdistävät monikosketinversiot ovat yleisiä myös testaus- ja mittauslaitteissa, joissa useita itsenäisiä signaalireittejä on ohjattava yhdestä ohjauskortista.
Tärkeimmät sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet
Tyypillisten Reed Rele -tietolehtien ja IEC 61810 -reletestausstandardien mukaan suorituskykyluvut ovat melko yhdenmukaisia koko teollisuudessa, mikä on hyödyllistä komponentteja vertaileville insinööreille.
| Parametri | Tyypillinen arvo |
| Toiminta-aika | 0,3 ms - 1 ms |
| Vapautusaika | 0,1 ms - 0,5 ms |
| Kosketusvastus | Alkuarvo alle 150 milliohmia (mΩ). |
| Mekaaninen käyttöikä | Jopa 1 miljardi toimintoa kuivapiirissä, matalan kuormituksen olosuhteissa |
| Kytkentäjännite | Jopa 1000 V korkeajänniteversioille |
| Eristysvastus | Yli 10^9 ohmia avointen koskettimien välillä |
Nämä luvut ovat peräisin standardin IEC 61810-1 sähkömekaanisen releen testausmenetelmästä yhdistettynä alan yleisiin tietolomakeraportointikäytäntöihin, ja todellinen suorituskyky vaihtelee kelajännitteen, kuormituksen tyypin ja kytkentätaajuuden mukaan, joten tarkastamalla Reed rele sovelluksen tietolomake on aina suositeltavaa.
Miksi Reed-releet vaihtuvat nopeammin kuin tavalliset releet
Nopeusetu tulee suoraan edellä kuvatusta toimintaperiaatteesta. Koska ruokoterät ovat kevyitä, niillä on hyvin lyhyt matka lasiputken sisällä ja ne toimivat omana jousena, liikkuvaa massaa on paljon vähemmän verrattuna perinteisessä sähkömekaanisessa releessä käytettävään ankkuri- ja kosketinkokoonpanoon. Pienempi massa yhdistettynä lyhyempään matkaan tarkoittaa nopeampaa reagointia.
Kosketuksen pomppiminen vähenee myös, koska tiivis inerttikaasuympäristö estää kipinöityjä sivutuotteita häiritsemästä kosketuspintoja, ja sileä lasi-metallitiiviste pitää ruokot liikkumassa ennustettavaa reittiä joka syklissä. Tämä ennustettavuus on yksi syy siihen, että reed-releet ovat suositeltu kytkentäkomponentti automatisoiduissa testilaitteissa (ATE), joissa tuhansia signaalireittejä on kytkettävä mikrosekunnin tason ajoitustarkkuudella.
Tyypilliset sovellukset
Nopeuden, tiivistettyjen koskettimien ja pienen koon yhdistelmä tekee releistä soveltuvia useille teollisuudenaloille.
- Automatisoidut testilaitteet ja instrumentointi matalan tason signaalien reitittämiseen mittauskanavien välillä
- Tietoliikennelaitteet puhe- ja datalinjojen vaihtamiseen
- Lääketieteelliset laitteet, joissa suljetut kontaktit estävät kontaminaation ja tukevat pitkiä huoltovälejä
- Turva- ja kulunvalvontajärjestelmät, joissa antureina käytetään magneettisesti toimivia kielikytkimiä
- Teollisuuden ohjauspaneelit pienvirran ohjaussignaalien eristämiseen suuremman tehon piireistä
Kaikissa näissä tapauksissa tiivistetty, hermeettinen kontaktirakenne Reed rele vähentää huoltotarvetta pölyisissä tai kosteissa ympäristöissä toimiviin avoimen koskettimen reletyyppeihin verrattuna.
Reed Rele verrattuna muihin reletyyppeihin
Oikean reletyypin valinta riippuu kytkentänopeudesta, kuormitusvirrasta ja sovelluksen ympäristöolosuhteista.
| Ominaisuus | Reed Rele | Sähkömekaaninen rele | Puolijohderele |
| Vaihtonopeus | Erittäin nopea (osa millisekuntia) | Hitaampi (useita millisekunteja) | Nopea, ei mekaanista viivettä |
| Ota yhteyttä elämään | Korkea, jopa miljardeja syklejä | Kohtalainen, mekaanisen kulumisen rajoittama | Ei mekaanista kulumista, mutta rajoittaa lämpöjännitys |
| Kosketusvastus | Erittäin matala | Matala | Korkeampi puolijohdeliitoksen vuoksi |
| Lataa nykyinen kapasiteetti | Matala to moderate | Kohtalainen tai korkea | Kohtalainen tai korkea |
| Kustannukset | Kohtalainen | Matala | Korkeampi |
Sovelluksissa, joissa pienvirtasignaaleja vaihdetaan usein ja joissa nopeus ja koskettimen luotettavuus ovat tärkeimpiä, reed-rele tarjoaa yleensä parhaan suorituskyvyn ja kustannusten tasapainon.
Oikean Reed-releen valitseminen sovellukselle
Reed-relettä määritettäessä muutama parametri ansaitsee perustoimintaperiaatteen lisäksi erityistä huomiota.
- Kelan jännite ja virta sopivat käyttöpiiriin ylittämättä tehohäviön rajoja
- Koskettimen arvo, joka varmistaa, että suurin kytkentäjännite ja -virta pysyvät datalehden rajoissa kontaktihitsauksen välttämiseksi
- Käyttö- ja vapautusaika, erityisen tärkeä nopeissa testikytkentäsovelluksissa
- Pakkauksen koko ja asennustyyli, joko läpireikä-, pinta-asennus- tai DIP-muotoa tarvitaan piirilevyn asettelua varten
- Odotettu kytkentäikä, koska kuivapiirin matalavirtakäyttö pidentää käyttöikää paljon pidemmälle kuin nimellisresistiivinen kuormakytkentä
Tarkastelee koko datalehteä tietylle Reed rele malli näiden viittä parametria vasten on luotettavin tapa varmistaa, että se toimii oikein lopputuotteen odotetun käyttöiän ajan.
