汽車繼電器

當電磁繼電器線圈兩端加上一定的電壓或電流，線圈產生的磁通通過鐵心、軛鐵、銜鐵、磁路工作氣隙組成的磁路，在磁場的作用下，銜鐵吸向鐵心極面，從而推動觸點常閉觸點斷開，常開觸點閉合；當線圈兩端電壓或電流小於一定值時，機械反力大於電磁吸力時，銜鐵回 到初始狀態，常開觸點斷開，常閉觸點接通。

那麼，可以把汽車繼電器看成是由線圈工作的控制電路和觸點工作的主電路兩個部分組成的集合體。在繼電器的控制電路中，只有較小的工作電流，這是由於操縱開關的觸點容量較小，不能用來直接控制用電量較大的負荷，只能通過繼電器的觸點來控制它的通斷。

繼電器既是一種控制開關，又是控制對象(執行器)。以燃油泵繼電器為例，它是燃油泵的控制開關，但是燃油泵繼電器的線圈只有在電控單元中驅動三極體導通時，才能通過電控單元的接地點形成迴路。

汽車繼電器由磁路系統、接觸系統和復原機構組成。磁路系統由鐵心、軛鐵、銜鐵、線圈等零件組成。接觸系統由靜簧片、動簧片、觸點底座等零件組成。復原機構由復原簧片或拉簧組成。

1、安裝方向 安裝方向如果和繼電器耐衝擊的方向一致，可充分發揮繼電器的性能。建議使衝擊方向垂 直於觸點和銜鐵的運動方向，則可有效改善非勵磁狀態下的常閉觸點的耐振耐衝擊性能。安裝時，使繼電器的觸點軸向與地面平行，可以避免觸點飛濺物、炭化物落在觸點表面，提高接觸可靠性。多組繼電器應避免小負載觸點位於大負載觸點下方。

2、近距離安裝 近距離安裝多個繼電器時，會導致異常發熱，一般推薦為2mm間距。近距離安裝有極性或磁 保持繼電器會影響動作電壓。

3、外殼安裝繼電器，不能取下外殼先安裝、為防止鬆動、破損、變形，請使用彈簧墊圈。擰緊力矩請在0.5～70N·m 範圍內。

4、插入式繼電器插入強度建議為40～70N。

5、滿足同樣負載要求的產品具有不同的外形尺寸，根據所允許的安裝空間，可選用低高度或小安裝面積的產品。

6、汽車繼電器的安裝方式有PCB板式、ISO插座安裝式、ISO 280插座安裝式和外殼固定、卡 裝安裝方式。對體積小、不經常更換的繼電器，一般選用PCB板式，對經常更換的繼電器，選用插座安裝方式。對主迴路電流超過20A的繼電器，一般選用插座快速連接式，防止大 電流通過線路板，造成線路板發熱損壞(短期工作繼電器除外)。對體積大的繼電器，可 選用外殼安裝式，防止在衝擊、振動條件下，安裝腳損壞。

一、塗焊劑

PCB 板式非塑封繼電器極易受焊劑的污染，建議使用抗焊劑式或塑封式繼電器以防止焊劑氣 體從引出端和底座與外殼的間隙侵入，抗焊劑式繼電器如採用預熱烘乾(100℃ 1 分鐘) ，則可進 一步防止焊劑侵入。

二、焊接工藝

當使用塗焊劑或自動焊接時，應小心，不要破壞繼電器性能，抗焊劑式繼電器或塑封式繼電 器可適用於浸焊或波峰焊工藝，但最大焊接溫度和時間應隨所選繼電器的不同加以控制。

1、波峰焊：推薦的焊接溫度是：240℃～260℃，時間約5秒，最佳焊接溫度為250℃。關於其它的焊接溫度和焊接時間(如較高的焊料溫度就相應地縮短沾錫時間)，請與我們的 技術服務支持聯繫或確認焊接質量。

2、手工焊：推薦焊接溫度為300℃-350℃，焊接時間控制在2秒以內。

3、冷卻：由於焊錫工序引起的繼電器發熱可以通過在工序最後進行冷卻得到緩解，所以不要突然改 變溫度，尤其要避免對熱繼電器進行冷衝擊。

應儘可能使用免清洗助焊劑進行焊接，應避免對繼電器進行整體清洗。防止清洗劑進入繼電器導致失效。禁止使用超聲清洗，以免超聲波能量產生觸點冷焊、漆包線斷線及其他結構損壞。在清洗和乾燥后，應立即進行通風處理，使繼電器降至室溫。

塗保全劑：

有時為保證線路板的耐潮、高絕緣，須對線路板進行塗保全劑處理，應選用不含硅的較柔軟 的膠，塗膠工藝應避免繼電器產生負壓而吸入保全劑。

(1)繼電器工作性能的簡便判斷方法

接通點火開關，然後用耳朵或聽診器傾聽控制繼電器內有無吸合聲，或者用手感受一下繼電器有沒有振動感，如有，說明繼電器工作基本正常，用電器不工作是由其他原因引起的；否則，說明該繼電器工作失常。

也可以拔下繼電器進行試驗，例如發生空調壓縮機不工作的故障，可以啟動發動機，然後接通鼓風機開關和空調開關。再拔下空調壓縮機繼電器的插接器進行判斷。如果能夠聽到該繼電器動作的聲音，而且拔下繼電器時發動機的轉速明顯下降，插入該繼電器時發動機的轉速又提升，說明空調壓縮機的繼電器及其控制線路是正常的。

關於繼電器所處的位置，凡是在電路原理圖上標有點劃線的繼電器及保險器，一般布置在中央配電盒內。

(2)繼電器的常見放障 繼電器的常見故障現象有：線圈燒斷、匝間短路(絕緣老化)、觸點燒蝕、熱衰變以及無法調整初始動作電流等。

①繼電器線圈燒壞。為了防止這種情況發生，在進行維修、保養及電焊時，如果溫度可能超過80℃，應當拆下對溫度比較敏感的繼電器和電控單元。

②觸點燒蝕。例如金杯海獅轎車(採用491Q—ME發動機)空調冷凝器風扇的繼電器，它正好處在玻璃清洗噴水管的下方，若該噴水管破裂，清洗液將泄漏到繼電器上，使繼電器的常開觸點鏽蝕而不能斷開，會導致空調冷凝器風扇常轉不停的故障。因此，應當嚴防繼電器進水。

(3)設法減少繼電器觸點的接觸電阻

車用繼電器觸點間存在的接觸電阻，主要由收縮電阻和表面膜電阻兩部分構成。觸點的接觸電阻與觸點的接觸形式、材料性能及表面加工等因素有關。由此可見，要減少繼電器觸點的接觸電阻，在接觸壓力一定的情況下，可以通過改善接觸狀態和改進接觸材料入手。

(4)ECU搭鐵不良可能影響繼電器正常工作 一輛神龍富康988轎車，在正常行駛中，發動機自動熄火，再次啟動，無法著車。接通點火開關，聽不到燃油泵運轉的聲音，也沒有高壓火。檢測點火線圈，發現插頭上沒有電源，但是一次側和二次側的電阻都正常。測量該車的噴射雙密封繼電器，其插頭有12V電源。更換噴射雙密封繼電器，還是沒有高壓火，也沒有繼電器吸合的聲音。用一根導線將噴射雙密封繼電器的10號腳直接搭鐵，能聽到繼電器吸合的聲音，發動機也啟動成功了。但是奇怪的是，拆開這根搭鐵線，發動機不熄火，而且關閉點火開關，重新啟動發動機后，正常了。分析箇中原因，這是由於發動機ECU搭鐵不良，導致繼電器線圈的供電電壓很低(有時只有2V左右)，根本不可能使繼電器吸合。用導線直接搭鐵后，繼電器有了12V電壓，於是順利吸合，所以發動機啟動成功。去掉那根臨時搭鐵線后(點火開關仍處在接通狀態)，繼電器上仍然有較低的保持電壓(這是繼電器共有的特性)，這種保持電壓即使只有2V，繼電器也不會斷開，所以發動機不熄火。關閉點火開關，電路產生的自感電動勢大大高於電源電壓，在這種強大電動勢的作用下，接觸不良的搭鐵處可能恢復正常，所以發動機啟動后正常了。但是上述故障還會再現，所以根除的辦法是將搭鐵不良的部位徹底處理好.

避免日光直射並保持常溫·常濕·常壓; 溫度：10℃～35℃ 濕度：5～85%RH 氣壓：86～106kPa

在高溫、高濕環境下，環境溫度急劇變化時，繼電器內部可能會結露。特別是用船隻進行海上運輸時尤其容易產生結露，請注意運輸環境。結露是：高溫、高濕環境下溫 度由高溫訊速變為低溫或訊速由低溫變為高溫高濕環境時，水蒸氣凝縮變成水滴的現 象。結露會導致絕緣下降、線圈腐蝕斷線、鏽蝕等。

低溫結冰：結露和高濕環境中，在水分附著於繼電器的狀態下，溫度降至冰點以下時水分結冰的現象。結冰可能會導致可動部分的粘合、動作延遲或冰塊介於觸點之間，使觸點產生故障。

低溫·低濕環境中，塑料可能會脆化。

長期貯存於高溫、高濕和含有機氣體、硫化氣體環境中時，觸點表面將生成硫化膜和氧化膜，導致接觸不穩定和觸點故障。請注意包裝形態，盡量減小濕度、有機氣體、硫化氣體等的影響。

繼電器應在潔凈的環境中存儲和安裝，請在存在粉塵污染環境下使用防塵罩或塑封繼 電器。

應注意監測存儲溫度，盡量避免繼電器存儲時間過長。

儲存、運輸應力 運輸過程中，若對繼電器施加了較大跌落衝擊，可能會導致功能障礙，請注意包裝器 材外觀是否完整。繼電器採用長型管包裝，當繼電器數量較少，如果缺少限位，會滑落而影響繼電器的外觀和特性，要特別注意。

7.大尺寸敞開型繼電器

它的尺寸為35.5*25.5*21，密封型式為敞開，故稱之為大尺寸敞開型繼電器。此外，它不同之處在於，它的上端面兩端升出兩個觸角。它的可靠性強、適應高低溫，用於前照燈、鼓風機、除霧器較合適。如A9系列的參數如下：

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8.小功率塑封型繼電器

它的觸點最大切換功率僅為150W，且採用塑封形式，屬於小功率塑封型繼電器。固然它的最大切換電壓及電流也比較小。它的特點是抗侵蝕性強、低消耗，在啟動系統電路模塊中應用廣泛。如A15系列的參數如下：

A151AS12VDC

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汽車繼電器選型時可以按下述要點逐項開展分析和研究：外形及安裝方式; 輸入參數; 輸出參數; 環境條件；電磁兼容; 安裝使用要求。

汽車繼電器的輸入參量有：12VDC輸入參量、24VDC輸入參量、12VDC脈衝輸入參量、24VDC脈 沖輸入參量。在選用時考慮以下參數：線圈額定電壓線圈功耗 動作電壓、釋放電壓 最大連續通電電流 線圈電阻 線圈溫升 脈衝輸入參量的脈寬(磁保持繼電器)。

輸入參量選擇關註：

1、環境溫度：使用環境的溫度和線圈的溫升對動作電壓的影響，一般分引擎艙(最高溫度要 求為125℃)和駕駛艙(最高溫度要求為85℃);繼電器線圈電阻隨溫度的變化而變化，這對繼電器動作、釋放電壓的影響是明顯的。溫度每上升1℃，線圈電阻會上升4‰。當繼電器線圈通電一段時間后，線圈發熱。這時進行繼電器觸點切換動作，其動作電壓高於冷 態動作電壓。

2、動作電壓：用晶體管和集成電路驅動繼電器時，注意晶體管和集成電路電壓的壓降和繼電 器線圈反電勢對晶體管和集成電路的破壞作用。

3、線圈額定電壓：在繼電器常開觸點閉合后，一般要求線圈上應施加最低動作電壓以上的電壓，汽車繼電器不推薦使用低保持電壓，因為會減弱產品抗振性，在汽車劇烈顛簸時可能 會發生誤動作。

4、線圈最大工作電壓：汽車繼電器為滿足低動作電壓的要求(60%額定電壓)，一般設計功 耗較高，長期施加在線圈上的電壓值，一般應小於120%額定電壓，若需達到130%額定電壓 及以上值時，需與繼電器生產廠家聯繫，取得技術支持。特別在高溫下使用，會造成線圈溫度過高，老化加速---最終線圈絕緣層損壞，匝間短路而失效。

5、釋放電壓：汽車繼電器釋放電壓一般為10%額定電壓，當線路上剩餘電壓過大，會造成繼 電器不釋放。

輸出參量

繼電器輸出參量選用時應考慮以下參數：觸點組數 觸點形式 觸點負載 觸點材料 電氣壽命、機械壽命 1、負載類型國內大多數繼電器負載能力，只標最大純阻性負載，這給用戶在選擇繼電器負載時，產 生二種誤解，導致選型失誤。誤解之一是：用戶實用的往往不是純阻負載，而是感性的、燈的、電機的或容性的負載，負載大小等同或接近於阻性負載；誤解之二是：負載可以從低電 平到額定負載，均能適應。應該指出，能可靠轉換10A阻性負載的繼電器，不可轉換10A的感 性負載，不一定能可靠轉換10mA的負載。因為不同性質負載條件下的電接觸失效機理是截然 不同的。汽車系統電源採用的是直流，直流電壓沒有過零點，觸點開斷瞬間，即產生電弧，且由於外加電壓持續保持，只有電弧被拉長，不能自持而熄滅。電弧熱能會使觸點嚴重燒損，直 流電流總是朝一個方向流動，會引起觸點材料轉移加劇。大多數汽車繼電器負載能力，只標稱阻性負載，但汽車繼電器實際使用的往往不是阻性負載，而是感性負載、燈負載、電機負載，因存在較高的衝擊電流，觸點穩態負載大小應根 據衝擊電流的大小降額使用。應該強調，觸點故障是繼電器失效的主要原因。觸點在不同負載類型、不同負載大小條件的電接觸特性、失效現象及失效機理是有差別的。

2、觸點材料 觸點材料是繼電器使用的最關鍵的材料，其性能高低決定繼電器的質量水平。

繼電器的時間參量選擇時應考慮以下參數：吸動時間 釋放時間 吸動回跳時間 釋放回跳時間 繼電器時間參數定義如下：

時間測試時，示波器上的典型波形圖 ①常開觸點 ② 常閉觸點③ 先斷後合觸點 O b s 選用時注意事項：動作時間 回跳時間 橋接時間

④ 先合后斷觸點 r t c 釋放時間 轉換時間達穩定閉合時間

1)在汽車繼電器使用時一般對於時間參數不關注。

2)關注組合汽車繼電器的時間，如閃光頻率。

繼電器選用時應考慮以下環境參數：

1、溫度

1)高溫條件下，絕緣材料軟化、熔化；低溫條件下，材料龜裂，絕緣抗電性能下降，以致失效。但選擇性能優良的工程塑料，均可以滿足要求。

2)高、低溫交替作用下，造成結構鬆動，活動部件位置發生變化，導致吸合、釋放失控，觸點接觸不良或不接觸。

3)低溫下，繼電器內部水汽凝露、結冰，導致絕緣性能下降。

4)高溫條件下，線圈電阻增大，吸動電壓相應增大，造成不吸動或似吸非吸，導致繼電器失效。

5)高溫條件下，觸點切換功率負載時，斷弧能力降低，觸點腐蝕、金屬轉移加劇，失效 可能性增加，壽命縮短。

2、濕熱

濕熱對繼電器性能構成威脅，具體表現如下：

1)長期濕熱將直接導致絕緣抗電水平的下降，以致完全失效。特別是長期裸露貯存或使用過程中繼電器絕緣受砂塵等污染后再受濕熱作用，將造成絕緣失效。

2)非密封繼電器在濕熱條件下，線圈因電化學腐蝕或霉變而斷線，觸點電化學腐蝕、氧化加劇；金屬零件腐蝕速度顯著上升，繼電器性能變壞，工作可靠性變差，以致完全 失效。

3)在濕熱條件下，觸點帶電切換負載時，拉弧現象加劇，導致電壽命縮短。在熱帶、亞 熱帶使用的電子產品，產品設計、材料選用時必須充分考慮濕熱問題。

3、砂塵

砂塵污染導致繼電器的失效，還未引起用戶的足夠重視。在自然環境條件下或一般工 業車間環境條件下，尤其汽車上使用的電子裝置，砂塵往往會通過散熱孔、裂紋部位滲入繼電器內部，經日積月累，開機察看，均可發現污塵堆積，導致活動部件轉動(滑動)不靈，卡死；觸點電接觸失效；在潮濕作用下，金屬件腐蝕加劇，絕緣件絕緣性能下降，以 致失效。某些電力保護用繼電器、汽車用繼電器出廠前檢驗合格，經一、二年運行后，繼電器不斷出現故障。設計和使用時必須充分考慮砂塵污染的危害。用戶根據實用需要，提 出特定要求。

4、化學氣氛污染

環境氣氛中的有機蒸氣、氧氣、二氧化硫、鹽霧等，對繼電器觸點、金屬零件、線圈、絕緣零件有侵蝕性影響，導致觸點電接觸不良，以致失效；導致線圈引線鏽蝕斷線、絕緣水平下降。化學有害氣體在自然界是普遍存在，只是在不同場合，有害氣體(蒸汽)的種類不同。採取工藝措施，可以減輕、免除其侵蝕，但成本將大幅度上升。如軍用密封繼電器，通過長時間高溫真空焙烘、在繼電器內腔充以高純N2，採用電子束(或激光)進行密封焊，其泄漏率可達10-8pa.c m3/s; ;觸點鍍1～3u的金。民用繼電器受價格的限制，一般只是加塑封外殼緩解大氣中有害氣體(蒸氣)的侵蝕，使用時，根據繼電器負載大小，環境的優劣，可酌情將工藝孔打開，以提高散熱能力，減 少內部有機蒸氣、二氧化硫對觸點表面的污染。

5、機械振動

繼電器在強動力設備周圍、在運輸途中都會遇到一定頻率範圍、加速度值的振動；隨 機振動可代表導彈、高推力噴氣機和火箭發動機產生的現場振動應力作用。振動對繼電器的影響表現在:

a.振動可能致使機械結構件鬆動、疲勞、斷裂失效;

b.閉合觸點因振動產生大於標準規定時間的瞬間斷開而失效;

c.斷開觸點因振動產生大於標準規定時間的瞬間閉合而失效;

d.導致活動零件之間的相對運動，產生雜訊、磨損和其他物理失效。

6、衝擊

繼電器在運輸、搬運、使用中經常會受到機械衝擊的作用。衝擊對繼電器的影響表現在：

1)由於衝擊，造成結構鬆動、損傷、斷裂而喪失工作能力。

2)由於衝擊，閉合觸點產生大於規定要求的瞬間斷開而失效；斷開觸點產生大於規定要 求的瞬間閉合而失效。於是，針對(1)，要求繼電器應具有抗衝擊強度的性能，在試驗前後進行的規定項目的測量結果，應符合產品標準要求。針對(2)，繼電器應具有抗衝擊穩定性的性能，要對觸點的接觸狀態進行動態監測。

繼電器安全要求選用時考慮以下參數：

1、絕緣材料 產品使用的絕緣材料應具有良好的耐溫性能，長期工作溫度應達到125℃。

2、絕緣耐壓水平 繼電器的耐壓分為觸點間耐壓、絕緣電阻；觸點線圈間耐壓、絕緣電阻。汽車繼電器的典型值是耐壓 500 VAC、絕緣電阻 100 MΩ。

3、電磁兼容 電磁兼容(EMC)是汽車繼電器在電磁環境中工作時不干擾或不受干擾的能力。EMC已經 成為產品質量的一個重要判斷標準。電磁兼容 (EMC) 分為電磁干擾(EMI) 和電磁抗干擾 (EMS)。由於汽車繼電器使用的是統一電源，繼電器線圈斷開時會形成高壓，干擾其他系統和模塊，因此，插入式汽車繼電器通常會有並聯電阻或二極體進行瞬態抑制，使線圈反 電勢小於100V。繼電器觸點開斷時產生電弧，發射出電磁波，會影響IC工作。如果出現這種情況，可在觸點加滅弧電路。也可以適當加大繼電器與IC的距離。

一、線圈輸入的注意事項

1、額定電壓是繼電器工作可靠性的保證 線圈電壓超過動作電壓時繼電器雖然可以工作，但在強衝擊下會誤動 線圈電壓超過最大工作電壓會引起線圈絕緣下降、匝間短路、燒損

2、繼電器的線圈電阻值由於環境溫度的變化以及繼電器自身的發熱會引起約0.4%℃的變化，因此線圈溫度如果升高，動作電壓及斷開電壓也會變高。

3、汽車繼電器用蓄電池驅動，由於大負荷接通時會導致電源電壓降低，對繼電器壽命產生影響，注意電源電壓波動對繼電器工作可靠性的影響。

4、線圈的最大連續施加電壓：線圈的最大連續施加電壓除繼電器工作的穩定性之外，主要受 漆包線絕緣性能的限制，應了解產品漆包線的絕緣等級。實際使用中F級絕緣在環境溫度 為40℃的情況下，可以考慮溫升限制在電阻法測定為最大115℃。但由於內、外圈的不均 勻性，推薦值為105℃。

5、線圈電腐蝕：汽車繼電器長時間工作在溫度、濕度循環的環境，當線圈連續接電源正極時(斷開負極)，線圈會被電腐蝕而引起斷線，所以繼電器線圈不能接高電勢，必須保證繼 電器線圈、動簧片與電源正極是斷開的。

二、觸點使用注意事項

觸點是繼電器最重要的零件，觸點的工作可靠性受觸點材料、觸點電壓及電流(特別是接通及 斷開電壓、電流波形)、負載種類、通斷比、環境條件的影響。觸點電壓：感性負載會產生非常高的反向電壓，電壓越高能量越大，加速觸點電腐蝕、金屬轉移，應注意。觸點電流：觸點閉合及斷開時的電流對觸點影響很大。當負載為電動機或者前大燈時，閉合時的衝擊電流大，觸點的損耗、金屬轉移量就越大，觸點轉移會產生觸點粘結失效，應該進行確認試驗。 1、觸點保護 反向電壓：斷開繼電器線圈串聯電路或電機、電磁鐵等感性負載時必須採用二極體等浪涌吸收以保護觸點。斷開感性負載時，會產生數百～數千V的反向電壓，使觸點電腐蝕加 劇，壽命降低。另外，當感性負載電流小於1A時，反向電壓產生的電弧，使繼電器內線 圈和塑料揮發的有機氣體分解，在觸點上生成黒色的酸化物、炭化物，導致接觸不良。觸點金屬轉移：觸點金屬轉移是觸點材料在直流作用下，單方向的觸點材料轉移，隨著通斷次數的増加，陽極觸點產生凹坑，陰極觸點產生凸起，凸起和凹坑很容易產生機械 自鎖引起觸點粘連。應選用抗轉移的觸點材料或保護電路。觸點保護吸收電路：使用觸點保護元件或保護電路，可以降反向電壓，但如果不能正確使用反而會產生負效果。

三、繼電器使用注意事項

1、為防止引出端表面污染，不應直接接觸引出端，否則，可能導致可焊性下降。

2、引出端的位置應

與印刷板的孔位吻合，任何配合不當都可能造成繼電器產生危險的應力，損害其性能和可靠性，請參照樣本中的打孔圖打孔。

3、繼電器插入線路板后，不得扳彎引出腳，以免影響繼電器密封或其他性能。

4、插裝過程中不能對繼電器外殼施加過大壓力，以免外殼破裂或動作特性變化。

5、快速連接腳的插、拔壓力為 10 公斤力。太大插拔力會造成繼電器損壞、壓力太小會影響 接觸可靠性和載流能力。

6、特彆強調的是，在安裝時若不慎繼電器掉落或受到撞擊后，電氣參數雖然合格但其機械 參數可能發生較大的變化，存在嚴重隱患，應盡量不使用。

7、不要使用含硅的樹脂和保全劑，會引起觸點故障，即使是塑封繼電器。

8、注意按規定的極性接線圈電源和觸點電源，觸點一般是動簧接正極(+)。

9、避免線圈施加電壓超過最大允許電壓或線圈溫升超過漆包線絕緣等級。

10、額定負載和壽命是在規定標準條件下的，不可能覆蓋汽車繼電器的各種使用要求，

實際應用觸點的負載和壽命由於負載種類、環境條件、動作頻率或者其他各種條件會有 很顯著的不同，請進行試驗試驗或聯繫繼電器生產廠家，取得技術支持。