线圈功耗降低：（不适用于磁保持型继电器）

我们经常会希望降低总功耗和减少加热。要实现此目的，一种方法是降低继电器线圈功耗。下面是用于对直流线圈继电器实现此目的的两种方法。不过，必须注意，通过任何方法降低线圈功耗都会降低继电器保持继电器衔铁固定的能力，从而降低继电器的抗振性。 

同样，如果冲击和/或振动打开继电器锁闩，继电器将释放，并且无法重新工作，直到再次受到至少最小工作电压驱动。特别是在安全关键型应用中，在整体控制设计中必须小心，以便安全地适应这种情况。 

所有这些技术都依赖于应用说明“适当的线圈驱动对提高继电器和接触器性能至关重要”中定义的继电器的“保持”电压。请注意，在制造过程中通常不控制“保持”参数，也不会在数据手册上指出。如果计划实施线圈功耗降低，无论如何要咨询 TE 产品工程部，并且可能还需要订购控制其“保持”电压的专用继电器，以便整体功能可预测且可靠。

• 逐步减低的线圈电压：

降低线圈功耗的一种方法是使用两种不同的、经过良好过滤的电源，它们同时连接到继电器线圈（通常一起连接二极管“OR’d”以用于隔离）和两种单独的驱动方式。实现此功能也有几种不同方法，但最常见的方法如下所示：

图 1

首先，(1) 通过启用两个电压的较高电压（等于或大于额定“标称”线圈电压）至少 100 微秒来运行继电器，以便可靠地运行并稳定继电器，然后 (2) 启用具有至少等于或大于“保持”电压的较低电压，并禁用较高电压驱动，以便使较低的电压保持继电器处于运行状态。 

根据该继电器的“保持”电压有多低以及环境温度变化，设计人员必须确保“保持”电压高到足以适应应用中预期的冲击和振动水平，并确保电枢保持固定。 

对于一些已经研究过的继电器系列，TE 产品工程部可以在此评估的细节方面提供一些帮助。

• PWM（脉冲宽度调制）

另一种降低线圈功耗的方法是脉冲宽度调制 (PWM)。在此方案中，继电器线圈由至少额定“工作”电压的初始直流电压电平 (1) 驱动至少 100 微秒，然后以某个理想的频率和负载循环（将使继电器“保持”在运行状态）“关闭”(2) 和“打开”(3) 驱动晶体管。由于频率和负载循环响应针对每个继电器机构、线圈电压、线圈功率和其他几个因素而各不相同，因此这个实现过程非常复杂。在控制设计期间，始终应咨询 TE 产品工程部。

图 2

一般 PWM 提示： 

• 必须始终直接在继电器线圈上使用“续流二极管”，以允许电流重新循环，并协助将继电器保持运行状态。续流回路中不应有齐纳二极管或电阻器，因为这会降低承受“关闭”时间的能力。

 • 特别是在高于约 10 kHz 的情况下，开关晶体管必须能够在该频率下可靠运行，并且线圈上的二极管必须是肖特基或快速恢复类型。这通常意味着达林顿晶体管不能超过 10kHz，需要某种类型的 FET 或高增益双极晶体管。 

• 通常建议频率不低于 15 kHz，以避免出现能够听到的控制噪声 - 尤其是对于安静的应用环境。 

根据施加的电压、继电器类型的频率响应和环境温度变化（影响 L/R 比，从而影响频率响应），设计人员必须确保电压、频率和负载循环足以适应应用中预期的冲击和振动水平。 

对于一些已经研究过的继电器系列，TE 产品工程部可以在此评估的细节方面提供一些帮助。 

下面是一个特定继电器的频率和负载循环响应的典型示例，其中给出了在不同频率和负载循环下将继电器保持运行状态所需的绝对最小值。注意：下面示例图表中的值仅供参考，并且基于一个很小的 10 继电器样本。绝不应将它们直接用于控制设计，因为继电器运行还会受到冲击、振动和线圈温度的影响，因此始终需要更高的负载循环值，具体取决于应用。同样，TE 产品工程部可以提供更详细的建议，尤其是对于存在此类数据的继电器系列。

• 其他脉冲线圈变体：

有时还使用各种其他脉冲线圈驱动方案，如“充电泵”，但它们大多使用指数（而不是矩形）充电/放电波形，这些波形很难评估和控制来确保正确的线圈驱动。这种技术只有在经过非常仔细的评估后才能使用。

图 3