機械式繼電器：基本概述

(圖片來源：Panasonic)

我們的應用工程部門經常接到客戶的電話，表示完全被繼電器的規格書搞得一頭霧水，或是想替應用找到合適的繼電器卻不知所措。此篇部落格文章將會介紹機械式繼電器及其術語，而固態繼電器將在其他文章中再作介紹。

我們先從基本原理開始。機械繼電器由線圈 (電磁鐵) 和觸點組成。對線圈施加正確的電壓時，線圈就會啟用，並且有電流流過。當線圈啟用後，會向通用 (COM) 觸點施力，使觸點移動，以便與常開 (NO) 觸點接合。您可觀看以下影片瞭解其工作原理，更清楚查看內部元件：

繼電器的主要用途包括：遠端切換高電流負載、使用微控制器或感測器控制高電流負載，以及將低電壓控制電路與其控制的電路達到電氣隔離等。

講到繼電器，有個最令人感到困擾的事就是術語。接下來，我會分析一些最常見的術語及其關聯的繼電器部分。

首先是所有與線圈或輸入有關的術語。

線圈電壓 (標稱線圈電壓或額定線圈電壓)：是指線圈的設計所能接受的額定電壓。

線圈電流 (標稱線圈電流)：是指施加恰當的線圈電壓後流經線圈的電流值。

必要工作電壓 (始動電壓或吸附電壓)：是指線圈為了讓所有觸點正常作用所需的最低電壓。

必要釋放電壓 (斷開電壓或釋放電壓)：是指讓所有觸點返回非作用狀態所需的最大電壓閾值。

線圈類型 (線圈名稱)：線圈有兩種類型，包括閂鎖型和非閂鎖型。

• 非閂鎖型只會在有電流通過時啟用，並在電流消失後返回靜止位置。例如：SPST-NO 觸點會在施加電流時閉合，並在電流消失後開啟。
• 閂鎖型則會在電流接通時立刻切換到就位位置，而且即使在電流消失後也會保持啟用。返回復位位置的唯一方法就是反轉電流。

(圖片來源：KEMET)

上圖首先顯示非閂鎖型繼電器，您可以看到，線圈沒有就位或復位。第二個顯示的是單線圈閂鎖型繼電器，如圖所示，當引腳 1 為正極、引腳 12 為負極時，可讓線圈就位；而當引腳 1 為負極、引腳 12 為正極時，則可讓線圈復位。第三個是雙線圈閂鎖型繼電器，此元件類似於單線圈閂鎖型繼電器，只不過第二個線圈用於復位。

最大施加電壓：這是製造商規定的最大電壓，能長時間施加於線圈，而不會造成損壞或故障。有些製造商會加入容差，可在一段時間內允許出現電壓尖波。

以下是與觸點或輸出有關的術語。

觸點形式：是指繼電器切換部分的極和擲。此術語同樣適用於開關。極是開關的輸入。極的數量會決定開關可以控制多少個別電路。擲是開關的輸出。SPST (單極單擲) 是最簡單的觸點形式。一個輸入，一個輸出。輸出可以是 NO (常開) 或 NC (常關)。(例如：SPST-NO 繼電器只有在線圈通電期間才會啟用輸出並形成完整電路，否則將維持開路直至啟用。)SPDT (單極雙擲) 有一個輸入和兩個輸出。DPST (雙極單擲) 是兩個 SPST 合二為一。極與擲有非常多種組合，但以上例子應足以說明此概念。

(圖片來源：Digi-Key Electronics)

切換電壓：可視為最大切換電壓 (即觸點能安全切換而不致受損的最高電壓) 或標稱電壓 (即預期使用壽命基礎下偏好的電壓)。

觸點電流額定值：是指觸點可安全切換的最大電流。建議選擇較高的電流額定值，以減輕觸點的壓力。

以下是電氣或機械術語。

釋放時間 (復位時間)：是指從線圈斷開電源後，觸點返回正常狀態所需的時間。

觸點跳動：是指因為金屬零件碰撞而在切換過程中流逝的時間 (ms)。

機械壽命：是指在製造商所制訂的正常使用條件下，繼電器可預期致動的最少次數。

機械式繼電器的本質相當簡單，但若是不熟悉這些元件，很容易讓人感到一頭霧水。下次您要在專案中使用繼電器時，希望這篇部落格文章能有所幫助。