继电器电弧防护与电路保护设计

继电器电弧的危害与原理

继电器作为电气系统中常用的开关元件,在通断感性负载时会产生电弧。电弧不仅会烧蚀触点,导致触点电阻增大、发热,甚至出现触点粘连,还会缩短继电器的使用寿命。对于智能家居、驱动电源和工业控制系统来说,继电器燃弧直接影响电路的可靠性和安全性。

当继电器断开电路时,感性负载释放的能量会在触点间形成高压瞬态脉冲,容易引发拉弧。长期如此,继电器损坏、误动作和电路失效的风险大幅增加。因此,如何有效抑制继电器电弧并保护电路,成为工程师设计中必须解决的问题。

智能家居面板的继电器保护方案

在智能家居面板应用中,继电器需要长期频繁工作,尤其是控制 AC 输入和负载输出的场景。传统的 MOV(金属氧化物压敏电阻)体积大,不适合小型化的智能终端。而 Boarden CMS 系列贴片压敏电阻 采用多层陶瓷工艺,具有小尺寸、高可靠性和快速响应的优势,可以完美替代传统 MOV,满足智能家居对紧凑封装和稳定防护的双重需求。

保护方案主要包括:

  1. AC 输入端保护:在 AC 输入端配置 CMS 压敏器件,满足小尺寸贴片需求,抑制浪涌干扰。
  2. MOS 管保护:在开关管位置增加 CMS,可避免过电压冲击,提升 MOS 的可靠性。
  3. 继电器灭弧保护:在继电器触点两端并联 CMS,快速钳位电压,避免拉弧和触点焊接。
  4. 线圈端保护:在继电器线圈端加 CMS,帮助快速消磁,防止触点断开不彻底。

驱动电源中的继电器电路保护设计

在 LED 驱动电源和电磁炉等应用中,输入和输出端的继电器同样面临电弧风险。

  1. 输入继电器保护: 输入继电器在电源上电时起到保护 NTC 的作用,但在通断大功率电源时容易产生电弧。在继电器触点两端并联 Boarden CMS 压敏电阻,可以快速吸收瞬态能量,避免触点烧蚀,保证电源效率与稳定性。
  2. 输出继电器保护: 非隔离电源中,输出继电器负责断开驱动电源与灯板之间的连接。如果缺乏保护,触点会因高压而碳化,导致电阻升高和发热,最终出现粘连故障。通过在触点两端布置 CMS 压敏电阻,可以显著降低电弧次数,保持触点可靠导通,解决漏电流导致的 LED 微亮问题。

Boarden CMS贴片压敏电阻的优势

Boarden 宝宫电子自主研发的 CMS 系列贴片压敏电阻,在继电器电弧防护领域展现出以下优势:

  • 小型化设计:相比传统 MOV,CMS 封装尺寸更小,适合智能家居、照明驱动等高密度电路板。
  • 快速响应:能够在纳秒级钳位浪涌电压,有效抑制继电器拉弧。
  • 高可靠性:通过高温、过载和浪涌测试验证,在恶劣环境下仍能保持稳定性能。
  • 多样化型号选择:从 0603 到 2220 封装,覆盖低压到高压应用,满足智能家居、汽车电子、工业电源等不同场景的需求。

与未加保护的测试对比显示,CMS 系列能有效减少继电器反弹,降低浪涌次数和能量,延长继电器寿命。

应用价值

随着智能家居、LED 驱动和新能源电源的快速发展,继电器电弧防护需求持续增长。传统的 MOV 已难以满足小型化和高效能的趋势。Boarden CMS 系列凭借小尺寸、高性能和可靠性,为客户提供了一种更优的解决方案。

在未来的电路保护设计中,Boarden 将继续通过创新型 CMS 产品,为客户提供更安全、更稳定的继电器保护方案,帮助智能家居和电源行业应对浪涌与电弧挑战。