這就是為什么設(shè)計(jì)師和工程師需要了解如何為他們的產(chǎn)品選擇合適開關(guān)的原因，而且這一點(diǎn)非常重要。

 

圖1：此開關(guān)的額定值說明相同額定電流下交流和直流額定電壓之間的顯著差異。

 

開關(guān)速度

 

雖然市場上有各種各樣的開關(guān)，但它們大多數(shù)作用都相同：通過接通或斷開電氣連接來開啟或關(guān)閉電路。但這些開關(guān)如何做到這一點(diǎn)很重要。電路需要多快或多慢的開關(guān)取決于是交流電路還是直流電路。

 

如果是直流電路，可以在一個(gè)方向上具有穩(wěn)定的電流；而對于交流電路，電流的大小和方向都會發(fā)生變化。

 

假設(shè)有兩個(gè)電路，每個(gè)都承載著相同的電流，一個(gè)是交流電路，另一個(gè)是直流電路。在關(guān)閉交流電路的電源時(shí)，開關(guān)內(nèi)部會產(chǎn)生電壓火花（或電弧），并在之后迅速消失， 這是一種理想的情況。由于交流正弦波電流每個(gè)周期有兩次自然為零安培的機(jī)會，當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，電路的電源有50％的可能性不會處于峰值水平。

 

但如果是直流電路，其中電流和電壓都是恒定的，情況并非如此。在對直流電路關(guān)斷電源時(shí)，開關(guān)內(nèi)部的電壓電弧可能需要更長的時(shí)間才能自行消失。這就是為什么直流電路中開關(guān)速度（開關(guān)觸點(diǎn)打開和閉合的速度）非常重要的原因，最終的目的是在關(guān)閉電路電源時(shí)盡可能快地將開關(guān)觸點(diǎn)分開，以幫助實(shí)現(xiàn)電弧發(fā)展和熄滅的時(shí)間最小化。

 

開關(guān)開啟或斷開電路的時(shí)間越長，電弧的時(shí)間就越長，這可能導(dǎo)致開關(guān)觸點(diǎn)變得凹陷，或許導(dǎo)致過熱、過早的開關(guān)故障甚至火災(zāi)。

 

了解負(fù)載類型

 

除了開關(guān)速度之外，電氣負(fù)載的性質(zhì)對于確定開關(guān)是否合適也很重要。如果開關(guān)是用來開啟或關(guān)斷一個(gè)電感性或電阻性負(fù)載，這將影響開關(guān)必須要處理的電壓和電流。

 

先看一個(gè)電阻性（R）負(fù)載，加熱器或傳統(tǒng)的白熾燈泡都屬于這類負(fù)載。對于這些類型的負(fù)載，當(dāng)開啟電路時(shí)，電流會立即上升到穩(wěn)定狀態(tài)，而不會先超過此電平之后再回落穩(wěn)定，而電壓在大部分時(shí)間都保持穩(wěn)定。

 

相反，對于變壓器或電動機(jī)等電感性（L）負(fù)載，在首次接通時(shí)，首先會有較大的“浪涌電流”，然后在幾秒鐘后恢復(fù)到負(fù)載的完全運(yùn)行電流。此外，當(dāng)關(guān)斷電感性負(fù)載時(shí)，會在開關(guān)觸點(diǎn)上產(chǎn)生巨大的電弧電壓，該電弧電壓可能遠(yuǎn)高于開關(guān)額定值，這可能導(dǎo)致接觸點(diǎn)受到侵蝕，因而縮短開關(guān)壽命。選擇開關(guān)時(shí)，電流和電壓的這些峰值波動很重要。如果電氣額定值不合適，所選的開關(guān)會立即失效，或者會大幅度縮短開關(guān)的使用壽命。

 

對于相同的額定電流，開關(guān)上的額定直流電壓通常遠(yuǎn)低于其額定交流電壓。例如，一個(gè)交流250V下額定電流為15A的開關(guān)在直流電流15A時(shí)的額定電壓僅僅為 12V，唯一的區(qū)別在于是在處理交流還是直流。

 

選擇經(jīng)過認(rèn)證的開關(guān)

 

對于一個(gè)特定的應(yīng)用，無疑會有很多合適的開關(guān)，但最好是要選擇那些經(jīng)過認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，這會確保開關(guān)在電氣和機(jī)械方面運(yùn)行良好。在這方面，有兩個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)化組織，分別是Underwriters Laboratories（UL）和Verband der Elektrotechnik，Elektronik und Informationstechnik（VDE）。

 

UL能夠?yàn)橹圃焐獭⒘闶凵獭⑾M(fèi)者、服務(wù)公司、以及決策者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供一系列服務(wù)，其服務(wù)項(xiàng)目包括安全認(rèn)證、測試、驗(yàn)證、檢查和審核等等，它還提供各種培訓(xùn)和咨詢服務(wù)。

 

VDE可翻譯為電氣、電子和信息技術(shù)協(xié)會，是歐洲最大的科學(xué)和技術(shù)組織之一。

 

為了使認(rèn)證或認(rèn)可有效，認(rèn)可機(jī)構(gòu)的標(biāo)識或標(biāo)記通常會標(biāo)印在開關(guān)產(chǎn)品主體的某處，或在開關(guān)部件序列號的末尾有相應(yīng)的標(biāo)識符號。

 

正確選擇開關(guān)

 

綜上所述，這里做一下總結(jié)回顧。您是在創(chuàng)建一個(gè)交流電路還是直流電路？您正在為電感性或電阻性負(fù)載選擇開關(guān)？搞清楚這兩個(gè)關(guān)鍵問題將有助于您為設(shè)計(jì)選擇正確的開關(guān)。

 

 

推薦閱讀：