真空继电器【德森克产品】JPK系列真空继电器

第一章CAS-GTVAC高压继电器

CAS-GTVAC主要生产高压领域使用的继电器。CAS-GTVAC与普通继电器最大的区别在于，CAS-GTVAC继电器采用独特的陶瓷真空空密封技术，将继电器的触点密封，与外界空气体隔离，获得高耐压。在密封空室内，根据不同的继电器使用要求，使用不同的介质。目前CAS-GTVAC生产的继电器主要使用两种不同的介质，一种是真空介质，一种是高压气体介质。

第1章化学文摘社-通用真空断路器的高压继电器

CAS-GTVAC为高压应用提供继电器，与普通继电器明显不同，它采用特殊的不渗透陶瓷技术，将继电器触点保持在与空气隔离的密封容器中，并获得高介电强度。对于不同的应用，继电器的外壳可以填充不同的介质。真空和高压气体两种介质通常用在化学文摘社的继电器中。

真空介质特点:由于真空中气体分子很少，所以真空中很难产生电弧。在理想状态下，真空的介电强度可以达到每0.1毫米10000伏..另外，由于没有空气体，所以真空中的触点不会氧化，所以真空继电器的接触电阻小且稳定。特别适合应用和射频场合。

真空性能:由于真空中气体分子很少，电弧几乎不发生。理想情况下，在真空中可以获得每0.1毫米10000伏的介电强度。因为真空中没有空气，所以触点没有磨损。因此，真空继电器通常具有低而稳定的接触电阻，这是射频条件下的理想选择。

高压气体介质特点:纯高压气体介质能保持继电器良好的耐压，保护触头不被氧化，避免继电器热切换时触头高温烧损。该继电器用于静电放电测试设备、电缆测试设备和心脏起搏器，是电容器快速充放电的理想开关元件。在对电流波动敏感的应用中，充气继电器具有低而稳定的泄漏电流，尤其是在断开的触点之间，这可以长时间保持低泄漏电流。

高压气体性能:纯高压气体使继电器获得先进的介电强度，避免氧化。当继电器用于热开关时，气体可以防止触点高温燃烧。这些继电器非常适合静电放电测试设备、电缆测试设备和心脏除颤器中的高浪涌电容性导通和电容性放电负载。充气继电器还在对电流波动敏感的应用中提供低而稳定的泄漏电流，尤其是在长时间的开路触点组中。

CAS-GTVAC的典型高压继电器结构如图所示:

可以看出，典型的高压继电器由四个基本部分组成

密封灭弧室，触点位于灭弧室内，从而达到耐高压的目的。

驱动动触头的电枢机构。

用于供电的线圈部分。

方便用户安装和连接的附加部件。

化学文摘社-通用真空吸尘器高压继电器的典型结构如图所示

你可以看到，典型的高压继电器包括四个基本部分。它们是:

密封灭弧室，触点位于此处，以获得高耐压。

CAS-GTVAC高压继电器的主要参数和定义

接触式继电器主要有以下几种形式

单刀单掷(SPST)

单刀双掷(SPDT)

双刀双掷(DPDT)

联系代码简化了模型中继电器形式的代码(见图)

形式甲:单刀单掷常开

表格乙:SPDT-正常关闭

c形态:单刀双掷

形式2C:双刀双掷

表格p:SPDT-保留

表格R:SPDT-保留

化学文摘社-通用真空断路器高压继电器的定义和规范

触点布置-化学文摘社-通用真空继电器具有以下触点布置:

单刀单掷(SPST)

单刀双掷(SPDT)

双刀双掷(DPDT)

继电器型号的代号(见图)

表格甲:SPST-常开

表格乙:SPST-正常关闭

表格三:SPDT

表格2C:DPDT

高压继电器主要采用两种不同的介质，一种是真空介质，一种是高压气体介质。

true 空媒体的特征:

真空中气体分子很少，使得真空中很难产生电弧。在理想条件下，真空的介电强度可达到每0.1毫米10000伏..此外，由于没有空气体，在空中有一个接触点

不会氧化，所以真空继电器的接触电阻小且稳定。特别适合射频场合。

高压气体介质的特性:

纯高压气体介质可以使继电器保持良好的耐压，保护触点不被氧化。继电器热切换时，可避免高温下的触点烧损。该继电器用于静电放电测试设备、电缆测试设备和心脏起搏器，是电容器快速充放电的理想开关元件。在对电流波动敏感的应用中，充气继电器具有低而稳定的泄漏电流，尤其是在断开的触点之间，这可以长时间保持低泄漏电流。

测试电压用于测试继电器介质耐压的电压值，一般用DC电压或交流电压(50Hz或60Hz)的峰值来表示。测试时间为一分钟。

额定工作电压继电器工作时，允许在断开的触点之间以及触点和地之间加载的最大电压值。一般用DC电压或交流电压(50Hz或60Hz)的峰值表示。对于射频应用中使用的继电器，提供高频电压值。

载流在连续运行期间，闭合触点可以通过的最大电流。

接触电阻继电器中闭合触点的电阻通过测量继电器通过250毫安DC时触点间的电压降来测量。

接触电容接触电容测量常开触点之间或触点与接地之间的电容。测量方法根据GJB360中的方法305进行。频率为1kHz。

绝缘电阻两个测试点之间的最小允许电阻。这两点可以是触点与线圈，触点与外壳，一般测试是在500Vdc的条件下进行的。

线圈击穿电压当继电器安装正确时，线圈能够隔离的最大电压。

动作时间是从线圈通电到常开触点闭合(额定线圈电压以下)的时间间隔。这包括线圈建立磁场的时间、移动触点的移动时间和触点的弹跳时间。

释放时间是线圈断电和继电器返回初始状态之间的时间。

触点弹跳时间第一个触点打开和稳定触点打开之间的时间间隔。

机械寿命一般来说，测试继电器在没有负载或电压时所能达到的寿命。

工作温度范围继电器可以正常工作的环境温度。

工作电压在这个电压下，继电器改变其初始状态。

释放电压在此电压下，继电器返回其初始状态(仅适用于非保持型)。

线圈电阻25℃时的DC电阻，单位为欧姆。

测试电压——测试继电器介电强度的电压，通常用峰值电压(50或60赫兹)表示，持续1分钟。

额定工作电压——最大允许交流均方根电压(50或60赫兹)，可施加在开路触点或高压之间，通常由峰值电压(50或60赫兹)显示，高频电压用于射频应用。

持续电流——继电器闭合触点在一段持续时间内能够承载的最大电流。

接触电阻——在真空继电器中，闭合触点的电阻是以0.25安培的触点压降来测量的

接触电容–接触电容是在开路触点之间或触点与接地之间测量的。根据GJB360(类似于MIL-STD-202)，方法305，在1千赫下进行测量。

绝缘电阻——两个测试点之间的最小容许DC电阻，例如继电器触点和线圈，或者特定电压下的触点和外壳，通常为500伏直流电。

线圈高电位——当继电器正确安装时，继电器线圈端子将隔离的最大电压。

运行时间——线圈通电(标称线圈电压)和所有常开触点闭合之间的时间间隔。这包括线圈建立磁场的时间和可动触点的转移时间，以及初始接触后的反弹时间。

反弹时间——从第一次接触到最后一次接触之间的时间间隔。

机械寿命——这是继电器在无负载或无电压作用于电源触点时预期执行的操作次数。

工作温度范围——规定继电器工作的环境温度范围。

拾取电压——继电器拾取并改变其原始位置的电压。

跌落电压所有触点回到“正常”位置的电压。(仅适用于非闭锁继电器。)

线圈电阻–250℃时线圈的DC电阻，单位为欧姆

高压继电器的选择

快速选择

中科院通用真空技术公司为各种应用设计了特殊的继电器。下表提供了不同应用中不同电介质和不同接触材料的使用性能比较。用户可以通过该表快速确定他们需要的继电器类型。

第2章高压继电器的选择

快速选择

为不同的应用开发了特殊的继电器。下表提供了电介质和接触材料的比较，以及它们在不同应用中的表现。您可以通过图表快速确定您需要的继电器类型。

选择详细信息

根据上表确定继电器的一般类别后，需要根据具体的应用参数进一步选择合适的继电器。以下提供了在各种场合选择继电器的一些基本原则。

选择的详细信息

在确认继电器的大致类型后，选择环形继电器需要特定的参数。不同应用的基本原理如下所示。

1.DC或低频非电源开关应用

如果继电器不需要是电源开关，主要考虑的是继电器必须负载的系统的最大电压和电流，可以参考产品参数表方便的选择相应的继电器。应该注意的是，参数表上提供的电压是DC或50 Hz峰值电压。

1.DC或低频非电源开关应用

如果您的应用不需要电源开关，应主要考虑继电器的最大电压和电流，根据高压继电器摘要选择继电器很容易。

请注意，规格中的电压是峰值电压，DC或50Hz交流电。

2.射频应用

在简要的产品参数表中，适用于射频应用的继电器标有射频条件下的电压和载流值。根据该表，用户可以快速找到适合条件的产品型号。

2.射频应用

电压和连续电流值显示在高压继电器摘要中，适用于射频应用中的继电器。

从图表中，你可以迅速找到正确的继电器。

表格P:SPST-闭锁

表格R:SPDT-闭锁

3.电源开关的应用

电源开关的应用是继电器应用的一个复杂部分，需要根据具体情况进行分析。主要包括交流电源和DC电源的接通和断开，电容器的充放电。详情请咨询CAS-GTVAC。

3、电源开关应用

电源开关应用对于继电器来说很复杂，需要分析工作条件。应用包括交流和DC电源的制造或损坏，电容器的充电或放电，请联系中国科学院-德国技术交流中心寻求支持。

高压继电器控制的主要目的是保证电池系统的正常上电和断电，汽车启动时关闭继电器通电，汽车停止和关闭时断开继电器断电。高压继电器控制属于汽车电子电气系统，其失效形式可能对驾驶员的生命安全造成危害，应按照ISO26262标准进行开发，以满足功能安全要求。高压继电器控制通常包括传感器、控制器和执行器，一般集成在BMS中。传感器可以直接与BMS或车辆控制器连接，执行器主要是高压继电器。根据ASIL评分法，首先确定严重程度、发生率和可控性等级，然后确定ASIL等级表的ASIL等级。

严重程度:当高压继电器的控制功能失效时，可能会对高速行驶或维修人员造成伤害。严重性定义为S2

发生率:每天的充电、驾驶、停车、维修都会涉及到继电器的动作，定义的发生率为E4

可控性:继电器故障C3不可控(有时定义为适度可控C2)。

据此归类为ASIL C，功能安全的目标是防止意外高压继电器失效。每个ASIL电平对应一个整数值:QM=0，A=1，B=2，C=3，D=4。根据ASIL分解规则，如果N个部件必须同时失效才能造成特定伤害，则这N个部件的相应ASIL值必须等于危险定义ASIL水平值。比如ASIL C可以分解成ASIL C+QM或者ASIL B+ASIL A，可以降低开发成本，缩短开发周期。

高压继电器应布置在电池附近，以保证高压电路分断的可靠性和高效性，在正极和负极端应连接一个继电器，分别连接和断开高压电路正极和负极端与电池正极和负极端之间的连接。当一个继电器出现故障，无法断开时，也可以保证另一个继电器的正常运行，以免失去对高压电路的控制。任何一个继电器断开，高压电路都可以断开，比用一个继电器安全多了。

高压继电器的状态监测主要是通过检查继电器的接触状态来判断继电器的工作状态是否满足控制要求，以避免高压继电器断开时对高压电路施加电负荷，在高压电路有较大电负荷时断开高压继电器。高压继电器的接触检测可以准确发现继电器的粘连，防止误操作损坏高压电路元件，合理操作高压继电器(开/关)，延长继电器的使用寿命。高压继电器触点检测方法采用带辅助触点检测的高压继电器，或者可以单独设计一个辅助触点检测电路，通过检测两段高压继电器的电压来判断高压继电器触点的开/关状态。

高压继电器的故障是导致上电和断电功能失效的主要因素，因此在基于功能安全性进行设计时必须考虑相应的安全机制。高压继电器的主要故障是关不上、粘着(开不上)、跳触点。当功能失效时，车辆可能会断电，从而导致受伤。在通电和断电的控制、监测和诊断中，控制器起着关键的作用。控制器不仅控制继电器的通断，还通过IO检测接口与动力电池两端及相应的电气设备相连。控制器的IO接口主要检测三个主要电压参数:高压电池端电压U1、高压负载设备正极端子与电源负载端子之间的交叉电压U2、高压负载设备两端之间的电压U3，通过控制器软件内部的逻辑模块判断故障。下图是高压电池电路的常见原理图，简单说明一下上电时高压继电器的检测。例如:

1.检测S+状态:控制器通过IO接口检测三个电压。如果U1=U2，S+卡，如果U1≠U2，S+不卡。

2.预充电检测:Sp闭合，如果U3快速上升，S-粘住，如果U3不变，S-不粘住，那么S-闭合，开始预充电。

3.上电:预充电后，关闭S+，断开Sp，完成上电过程，给整车电气设备供电

4.掉电:先断开S+，如果U2≠0且保持不变，Sp会粘，否则Sp不会粘，然后断开S-完成掉电。