高壓繼電器

高壓繼電器是當高壓電路的輸入量(激勵量)的變化達到規定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器。

高壓繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統（又稱輸入迴路）和被控制系統（又稱輸出迴路），通常套用於自動控制電路中。

基本介紹

• 中文名：高壓繼電器
• 外文名：high-voltage relay
• 類別：電子控制器件
• 組成：控制系統、被控制系統
• 適用範圍：自動控制電路中

基本信息

繼電器外部電氣系統連線構造

繼電器與電氣系統連線如圖1所示，這樣電氣系統連線符合了引言中的技術要求。

根據要求，共有兩個繼電器，分別用於斷開蓄電池的正負極。在正極電路中，插入一個串聯保險絲。逆變器輸入端有濾波電容器，當電路閉合時產生很大的突入電流。這種突入電流只受電纜電阻和蓄電池電源阻抗限制，有效電阻在100mΩ左右。為了降低切換到這種容性短路時器件的負載，在閉合繼電器前通過預充電路預充電容，達到95%的預充水平，450V蓄電池系統將產生限制在大約230A的突入電流，每次車輛起動時繼電器必須接通此電流。HG515X繼電器是專門針對這種套用開發的，與其他全密封氣體填充開關方案不同，HG515X的開關部分經過最佳化設計，甚在海拔高達5000m的低氣壓條件下，也能提供電流完全切斷能力。HG515X繼電器滿足ISO6469和DIN EN 60664（IEC 60664） 額定電壓<500V直流控制裝置的要求。總之，本繼電器針對全自動組件進行了最佳化，成功實現了簡化實用的機械設計，可確保整個生命周期的電流完全切斷能力，對外殼的密封狀況無嚴格的要求。

繼電器的技術要求

1、電流切斷能力和過載性能

繼電器的切斷能力和過載容限必須與保險絲特性協調。根據IEC 60947-2，繼電器的切斷能力限值（ICU） 和標稱電流負載限值 （ICW） 必須與保險絲特性匹配。如果檢測到過流，繼電器在延時後打開，在發生短路的情況下，此延時防止超過其標稱限值的負載。這意味著在此延時後，繼電器必須能夠切斷大小僅次於保險絲在延時內熔斷的電流。由於車輛蓄電池的電源阻抗在100mΩ左右，短路電流可達到6000A或更高水平。

根據上面所示的典型保險絲特性，假設系統回響時間為200ms，繼電器必須能夠承載高達6000A的電流5ms或2000A的電流20ms而不損壞，並能切斷2000A的電流。

正常運行條件下繼電器的要求總結如下：

將蓄電池連線到預充了95%的濾波電容器；

確保車輛熄火時電流完全阻斷；

承載數百安培電流，且功率消耗低。

故障情況下的要求為：

在過載（ 尤其是短路） 時，只要繼電器被激勵，

觸點必須保持閉合；

繼電器在過載後必須仍能分開電路；

繼電器必須能夠切斷高達

2000A的過電流。

2、運行條件/環境要求

與內燃機車輛的運行條件相比，這些繼電器的溫度範圍降至-20℃～+85℃，因為它們安裝在蓄電池附近，繼電器的功能必須不因暴露於腐蝕性鋰離子電解液而受到影響。HG515X的電磁系統的設計使觸點甚至在混合動力車輛中的內燃機起動電壓下降期間也保持閉合。根據ISO 6469和IEC 60664的要求，繼電器必須確保車輛電氣系統與蓄電池之間的電流阻斷。在正常運行中，繼電器在濾波電容器預充95%後接通，每個駕駛循環必須切斷高達30A（450V） 的電流。即使有觸點磨損，但繼電器壽命試驗後仍然必須確保過流承載能力。

3、HG515X繼電器的電氣參數

額定電壓：450VDC；

持續額定電流：250A；

短時額定電流（1min） ：600A；

短時電流 （20ms） ：6000A；

400 V DC下最大斷開電流：2000A；

線圈額定電壓：12V；

線圈電阻 （+23℃）：36Ω（ 雙線圈版本的保持線圈）。

相關概念

1、額定工作電壓

是指高壓繼電器正常工作時線圈所需的電壓，也就是控制電路的控制電壓。視繼電器的具體型號而定，可以是交流電壓，也可以是直流電壓

2、直流電阻

是指高壓繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。

3、吸合電流

是指高壓繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大於吸合電流，這樣高壓繼電器才能穩定地工作。而對於線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。

4、釋放電流

是指高壓繼電器產生釋放動作的最大電流。當吸合狀態的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態。這時的電流遠遠小於吸合電流。

5、觸點切換電壓和電流

是指高壓繼電器允許載入的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。

功能介紹

1、擴大控制範圍。例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。

2、綜合信號。例如，當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時，經過比較綜合，達到預定的控制效果。

3、放大。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。

4、自動、遙控、監測。例如，自動裝置上的繼電器和其他電器一起，可以組成程式控制線路，從而實現自動化運行。

使用條件

1、先了解必要的條件

①被控制電路中的電壓和電流；

②控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；

③被控電路需要幾組、什麼形式的觸點。選用高壓繼電器時，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據，控制電路應能給高壓繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩定的。

2、查閱有關資料確定使用條件後，可查找相關資料，找出需要的高壓繼電器的型號和規格號。若手頭已有繼電器可依據資料核對是否可以利用。最後考慮尺寸是否合適。

3、注意器具的容積。若是用於一般用電器，除考慮機箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對於小型電器，如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產品。

套用範圍

高壓繼電器是具有隔離作用的自動開關元件，廣泛套用於遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一。