線圈功耗降低：（不適用于磁保持型繼電器）

我們經常會希望降低總功耗和減少加熱。要實現此目的，一種方法是降低繼電器線圈功耗。下面是用于對直流線圈繼電器實現此目的的兩種方法。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動。特別是在安全關鍵型應用中，在整體控制設計中必須小心，以便安全地適應這種情況。 

所有這些技術都依賴于應用說明“適當的線圈驅動對提高繼電器和接觸器性能至關重要”中定義的繼電器的“保持”電壓。請注意，在制造過程中通常不控制“保持”參數，也不會在數據手冊上指出。如果計劃實施線圈功耗降低，無論如何要咨詢 TE 產品工程部，并且可能還需要訂購控制其“保持”電壓的專用繼電器，以便整體功能可預測且可靠。

• 逐步減低的線圈電壓：

降低線圈功耗的一種方法是使用兩種不同的、經過良好過濾的電源，它們同時連接到繼電器線圈（通常一起連接二極管“OR’d”以用于隔離）和兩種單獨的驅動方式。實現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) 通過啟用兩個電壓的較高電壓（等于或大于額定“標稱”線圈電壓）至少 100 微秒來運行繼電器，以便可靠地運行并穩定繼電器，然后 (2) 啟用具有至少等于或大于“保持”電壓的較低電壓，并禁用較高電壓驅動，以便使較低的電壓保持繼電器處于運行狀態。 

根據該繼電器的“保持”電壓有多低以及環境溫度變化，設計人員必須確保“保持”電壓高到足以適應應用中預期的沖擊和振動水平，并確保電樞保持固定。 

對于一些已經研究過的繼電器系列，TE 產品工程部可以在此評估的細節方面提供一些幫助。

? PWM（脈沖寬度調制）

另一種降低線圈功耗的方法是脈沖寬度調制 (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) 驅動至少 100 微秒，然后以某個理想的頻率和負載循環（將使繼電器“保持”在運行狀態）“關閉”(2) 和“打開”(3) 驅動晶體管。由于頻率和負載循環響應針對每個繼電器機構、線圈電壓、線圈功率和其他幾個因素而各不相同，因此這個實現過程非常復雜。在控制設計期間，始終應咨詢 TE 產品工程部。

圖 2

一般 PWM 提示： 

? 必須始終直接在繼電器線圈上使用“續流二極管”，以允許電流重新循環，并協助將繼電器保持運行狀態。續流回路中不應有齊納二極管或電阻器，因為這會降低承受“關閉”時間的能力。

 ? 特別是在高于約 10 kHz 的情況下，開關晶體管必須能夠在該頻率下可靠運行，并且線圈上的二極管必須是肖特基或快速恢復類型。這通常意味著達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，以避免出現能夠聽到的控制噪聲 - 尤其是對于安靜的應用環境。 

根據施加的電壓、繼電器類型的頻率響應和環境溫度變化（影響 L/R 比，從而影響頻率響應），設計人員必須確保電壓、頻率和負載循環足以適應應用中預期的沖擊和振動水平。 

對于一些已經研究過的繼電器系列，TE 產品工程部可以在此評估的細節方面提供一些幫助。 

下面是一個特定繼電器的頻率和負載循環響應的典型示例，其中給出了在不同頻率和負載循環下將繼電器保持運行狀態所需的絕對最小值。注意：下面示例圖表中的值僅供參考，并且基于一個很小的 10 繼電器樣本。絕不應將它們直接用于控制設計，因為繼電器運行還會受到沖擊、振動和線圈溫度的影響，因此始終需要更高的負載循環值，具體取決于應用。同樣，TE 產品工程部可以提供更詳細的建議，尤其是對于存在此類數據的繼電器系列。

• 其他脈沖線圈變體：

有時還使用各種其他脈沖線圈驅動方案，如“充電泵”，但它們大多使用指數（而不是矩形）充電/放電波形，這些波形很難評估和控制來確保正確的線圈驅動。這種技術只有在經過非常仔細的評估后才能使用。

圖 3