高效可靠的隔離特性對(duì)于各種現(xiàn)代復(fù)雜電氣應(yīng)用（如電動(dòng)汽車，太陽能電池板系統(tǒng)，醫(yī)療以及測試和測量）的精確功能和安全是關(guān)鍵的。當(dāng)兩個(gè)電網(wǎng)需要互相連接時(shí)，出于安全原因，隔離電壓比監(jiān)測電路的實(shí)際標(biāo)稱電壓要高三到四倍。例如：電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）。干簧繼電器技術(shù)憑借其高介電強(qiáng)度和開路狀態(tài)下可以忽略不計(jì)的漏電流，為隔離測量提供了卓越的品質(zhì)。

隨著電動(dòng)汽車和光伏系統(tǒng)中的儲(chǔ)能電池的使用日益增多，對(duì)儲(chǔ)能電池的電存儲(chǔ)容量，功率，壽命和安全性有了更高的要求。電動(dòng)汽車當(dāng)前的趨勢是將6-24VDC的單個(gè)蓄電池連接起來并且堆疊成電池陣列來確保有高達(dá)200-800VDC的系統(tǒng)電壓來提供足夠的容量和功率，同時(shí)降低所需的電流。這種高電壓和電流需要通過BMS單元進(jìn)行精確監(jiān)測 ，不僅要最大限度提高電池效率，主要還是確認(rèn)使用者的安全和系統(tǒng)可靠性。此外，還必須定期監(jiān)控電池陣列在相關(guān)電路和底盤中的隔離和泄漏電流，以防止任何故障和安全風(fēng)險(xiǎn)。

然而，在更高電壓下運(yùn)行的其他應(yīng)用也需要更高的隔離度，例如太陽能發(fā)電廠。目前，在光伏電網(wǎng)中大量使用無變壓器逆變器，將交流電轉(zhuǎn)成直流電，最終將電力傳輸至國家電網(wǎng)。這些交流和直流電路通過逆變器互相連接并且必須在高達(dá)1500V的電壓下可靠的運(yùn)行。由于缺少內(nèi)部變壓器，在直流和交流電路之間沒有安全的電氣隔離，因此需要進(jìn)行常規(guī)的絕緣測試，例如在電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)中。不適當(dāng)?shù)慕^緣不止會(huì)導(dǎo)致電流泄露和能量損失，而且在安全性方面也會(huì)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

干簧繼電器的描述

標(biāo)準(zhǔn)的干簧開關(guān)是由被稱為簧片兩個(gè)軟磁金屬合金觸點(diǎn)所組成?；善环胖迷诿芊馇页錆M惰性氣體或者真空的玻璃體中。這種設(shè)計(jì)可以完美的保護(hù)觸點(diǎn)不受到的腐蝕侵害或任何外部環(huán)境因素影響、真空的內(nèi)部環(huán)境在打開的簧片之間起著高質(zhì)量絕緣體的作用，同時(shí)在閉合時(shí)具有理想的低接觸電阻（毫歐）。這不僅提供了具有500 VDC至15 kVDC的高電壓隔離的開放式簧片開關(guān)，而且在關(guān)斷狀態(tài)下可以達(dá)到1 - 100 TOhm的高接觸電阻。與基于半導(dǎo)體的開關(guān)元件（如固態(tài)繼電器或Photo-MOS）相比，這是一個(gè)顯著的優(yōu)勢。

為了構(gòu)建繼電器，將簧片開關(guān)插入銅線圈中，銅線圈的非接觸磁場激活其導(dǎo)磁葉片。將磁通量集中到簧片互相重疊區(qū)域的中點(diǎn)可以最有效地利用流過線圈的電流產(chǎn)生的磁通量，并且根據(jù)線圈尺寸通常有數(shù)十或數(shù)百毫瓦的低功耗。然后將干簧開關(guān)和線圈的組件封裝在外殼中以確保機(jī)械穩(wěn)定性和抵抗沖擊、溫度、壓力和其他外部影響的能力。封裝通常通過使用灌封樹脂（例如聚氨酯）材料，或者用環(huán)氧樹脂注塑成型，適用于惡劣環(huán)境或生產(chǎn)過程，如回流焊接。最后，決定繼電器特性和參數(shù)的是整體形狀，外部尺寸和引腳布局，通過增加爬電距離和間隙距離可以提高絕緣性能。

KT干簧繼電器

這種平衡設(shè)計(jì)的更好例子之一是KT系列的干簧繼電器，它能夠切換1千伏直流電，同時(shí)擊穿電壓高達(dá)4.5千伏，線圈和觸點(diǎn)之間的絕緣強(qiáng)度為7千伏。獨(dú)特的引腳布局確保了滿足17 mm的爬電距離和12 mm的電氣間隙。 這種布局在符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)的汽車，太陽能或醫(yī)療應(yīng)用中特別有用。

一般而言，干簧繼電器是以其數(shù)百微秒范圍內(nèi)的快速切換時(shí)間和超過機(jī)電繼電器的長壽命能力而聞名。 當(dāng)設(shè)計(jì)帶干簧繼電器的電路時(shí)，必須考慮開關(guān)電壓和電流，為了防止過載電弧損壞開關(guān)的接觸區(qū)域。KT繼電器可以在 -40°C ~ +105°C的環(huán)境溫度下工作，并且它的內(nèi)部溫度可以安全的達(dá)到125°C。

為了達(dá)到這些高標(biāo)準(zhǔn), 該零件被列入國際認(rèn)可的可燃性測試UL 94（Underwriters Laboratories Inc.?）。為了證明繼電器對(duì)振動(dòng)，沖擊，濕度和溫度的可靠性和耐久性，它已成功按照AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。這套規(guī)范作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)正在被汽車行業(yè)采用，用于驗(yàn)證和簡化產(chǎn)品接受和實(shí)施過程。

繼電器在電池管理系統(tǒng)中的應(yīng)用示例

繼電器在電池管理系統(tǒng)（BMS）中的應(yīng)用可以采取各種形式反映開發(fā)者的需求。然而，一般來說，繼電器連接在電池和通路之間的路徑中，并且用作電池的高電壓電路和測量微控制器單元的低電壓電路之間的分隔。當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)，高擊穿電壓在兩個(gè)電路之間提供了完美隔離，因此它們不會(huì)相互干擾。

當(dāng)繼電器啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)通過閉合觸點(diǎn)從一個(gè)或兩個(gè)電極中提取采樣電流。然后這個(gè)樣本通過MCU與參考電壓進(jìn)行比較。 根據(jù)結(jié)果，系統(tǒng)可以評(píng)估電池的狀態(tài)。由于繼電器接觸電阻非常低，在幾十毫歐范圍內(nèi)，所以不會(huì)影響測量結(jié)果。

總結(jié)

無論是電動(dòng)汽車，光伏，醫(yī)療還是測試環(huán)境，所有應(yīng)用都對(duì)繼電器提出了高可靠性，安全性和符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。干簧繼電器是精確的開關(guān)元件，它將可靠性，快速開關(guān)時(shí)間和壽命與電氣和機(jī)械隔離特性完美結(jié)合，這些功能確保干簧繼電器很好地滿足現(xiàn)代電子設(shè)備的高要求。