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Hot Switch Relays 繼電器的熱切換

Relay - 繼電器 

Hot Switch - 熱切換

⬛ 熱切換會減少繼電器的壽命

當一個繼電器在帶有信號的情況下被「打開」或是「關閉」，我們就可以說這個繼電器是在「熱切換(Hot Switch)」信號。熱切換繼電器對繼電器壽命的影響很大。熱切換信號的繼電器在運作時比不熱切換繼電器要來的熱，而且其接觸點也會更快的被腐蝕。以上兩個因素都會導致有熱切換信號的繼電器比沒有熱切換的繼電器來的更容易失效。系統供應商可能會提供熱切換會如何影響繼電器的壽命，但在使用這些數據之前，請先仔細檢查一下它的測試條件。一般而言，供應商會使用電阻源和負載來對繼電器做壽命的測試。然而，在現實世界中，負載可能是電阻性或是電容性的。而這些負載可能比簡單的電阻性負載更會縮短繼電器的壽命。

⬛ 電容性負載

繼電器熱切換時電壓或是電流的大小，並不一定總是非常的明顯。例如：如果一個繼電器連接一個低阻抗的源到高阻抗的負載，你可能會預期切換的電流會相對的比較低。然而，如果Cable或負載有明顯的寄生電容，那麼當源頭對電容充電時，在繼電器關閉時可能會有很高的浪湧電流通過。

當繼電器將源連接先前狀態攜帶電荷的電容性負載時，也可能出現高浪湧電流。

例如：當開關系統在 UUT 上顛倒極性時，或者如果之前的操作在高阻抗負載上留下了電荷，就可能發生這種情況。由於這個原因，一些電纜測試系統提供了一種方法，在啟動繼電之前，將電纜組綿上的任何殘留電荷排出。如前所述，開關模阻的規格通常只定義了模阻連接到電阻性負載時最大的熱開關電壓/電流/功率。所以應該注意到，如果連接長電纜或其它電阻性負載時，額定值可能會受到影響。

開關系統的終端通常也是電容性的。如果一個開關矩陣在單位Y軸與X軸的連接上有大量的閉合，那麼電容會產生額外的負載，在熱切換時可能會縮短繼電器的壽命。

電纜布線和PCB走線上的電阻可以幫助減少浪湧電流，從而增加繼電器的壽命。但這種效果隨著信號電壓的增加而迅速下降。

⬛ 熱開關電源

有一種潛在的危險狀況是將一個帶電的電源切換到一個負載上。負載通常會有去耦電容，而電源的突然連接會導致高浪湧電流。該電流不受電源的限流電路限制，因為它是由電源的輸出去耦電容與負載的輸入去耦電容之間的電荷交換。

此外，電線上的電流限制器依靠反饋機制來限制電流。電源感應輸出電流，並在電流達到一個閾值時開始降低輸出電壓。這個動作需要有限的時間，也就是說，電源的限流電路不能保護熱切換電流的繼電器。只有電限可以限制電流。這就是測試繼電器熱切換能力時使用的測試條件。

有些繼電器可以承受高的浪湧電流。這些繼電器的接觸點在閉合時有很大的擦拭作用，全且接觸點由可承高溫的材料所製成。使用為了處理高浪湧電流而設計的繼電器的一個可能的缺點是，與為小信號應用設計的繼電器相比，它們的接觸電阻隨著電流變化而增加(電阻隨著電流的增加而減小)。

固態繼電器通常被認為對熱開關電源來說是更加堅固的。因為它們的處理電容器之間的浪湧電流的能力，通常比它們處理穩態電流的能力大一級數以上。

⬛ 失效機制

用於熱交換信號的交換系統繼電器最常見的故障機制是：

● 焊接的觸點。 焊接的觸點通常是由焊點閉合時的高衝擊電流造成的，在焊點區堿產生泰化或軟金屬。

● 具有可變或間歇性接觸電阻的觸點。由於接觸材料的侵蝕，這種情況在低電流水平下特別容易發生。

● 無法關閉。這種類型的故障是由觸點的嚴重侵蝕和觸點上推積的碎片造成的。(在觸點上的碎片的情況下，這對電動機械繼電器來說是個更大的問題，因為它們的觸點暴露在空氣中，而簧片繼電器的觸點是密封的）。

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