十一、接插件与开关、继电器
（一）接插件
1.接插件简介
接插件又称为连接器。在电子设备中，接插件作用是提供简便的插拔式电气连接。为了便于组装、更换、维修，在分立元器件或集成电路与印制电路板之间、在设备的主机和各部件之间，多采用接插件进行电气连接。
2.接插件的分类
几种常见接插件的外形如表1－12所示。
表1－12 常见接插件
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（二）开关器件
1.开关简介
开关的词语解释为开启和关闭。它是指一个可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件。最常见的开关是让人操作的机电设备，其中有一个或数个电子接点。接点的“闭合”（closed）表示电子接点导通，允许电流流过。
（1）开关的分类
大多数开关是手动式机械结构，其操作方便，价廉可靠，使用十分广泛。随着新技术的发展，各种非机械结构的开关不断出现，例如气动开关、水银开关、感应式开关、霍尔开关等。开关种类繁多，分类方式也各不相同。
（2）几种常用开关
常见开关的外形、特点及用途，见表1－13所示。
表1－13 几种常用开关外形特点
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图1－55 常见开关的分类与电路中的图形符号
（3）开关的主要参数
①额定电压，指在正常工作状态下开关所允许施加的最大电压。
②额定电流，指在正常工作状态下开关所允许通过的最大电流。
③接触电阻，指开关接通时，两触点间的电阻值。该阻值越小越好，更容易导电。
④绝缘电阻，开关导体断开后之间的电阻值。该阻值越大越好，防止漏电。
⑤耐压，也叫抗电强度，指的是不相接触的开关导体之间所能承受最大电压。一般开关至少大于100V，电源（市电）开关要求大于500V。
⑥使用寿命，指开关在正常条件下能工作的有效时间或者使用次数。一般开关的使用寿命通常为开关5000～20000次左右。
2.开关和接插件一般检测
开关和接插件其检测要点是接触可靠，转换准确，一般用目测和万用表测量即可达到要求。
（1）用目测方法外观检查
对非密封的开关、接插件均可先进行目测外观检查，检查中的主要工作是检查其整体是否完整，有无损坏，接触部分有无损坏、变形、松动、氧化或失去弹性，波段开关还应检查定位是否准确，有无错位、短路等情况。
（2）用万用表检测
将万用表置于导通档或者R×1挡，测量接通两触点之间的直流电阻，这个电阻应接近于零，否则说明触点接触不良。将万用表置于R×1K或R×10K挡，测量接触点断开后接触点之间，看接触点电阻，此值应趋无穷大，否则开关、接插件绝缘性能不好。
（三）继电器
继电器是自动控制电路中常用的一种控制型器件，它特点是可以用较小的电流来控制较大的电流，用低电压来控制高电压，用直流电来控制交流电等，并且可实现控制电路与被控电路之间的完全隔离，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护的作用。继电器在电路中的图形符号见图1－56所示，继电器的常见外形见图1－57所示。
图1－56 继电器的电路图形符号
图1－57 各种继电器的外形
1.继电器的分类
（1）电磁继电器
通常应用于自动控制电路中，它实际上是较小的电流。
（2）固态继电器
输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。
（3）时间继电器
当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。
（4）温度继电器
当外界温度达到规定值时而动作的继电器。
（5）风速继电器
当风的速度达到一定值时，被控电路将接通或断开。
（6）加速度继电器
当运动物体的加速度达到规定值时，被控电路将接通或断开。
（7）其他类型的继电器
如光继电器、声继电器、热继电器等。
2.继电器的型号命名方法
继电器的型号一般由五部分组成，第一部分用字母J表示继电器的主称；第二部分用字母表示继电器的功率或形式；第三部分用字母表示继电器的外形特征；第四部分用1～2位数字表示序号；第五部分用字母表示继电器的封装形式。例如：型号JZC－21F，表示中功率密封式电磁继电器。型号中字母的意义如表1－14所示。
表1－14 继电器型号中字母的意义
3.继电器的主要参数
（1）额定工作电压
额定工作电压是指继电器正常工作时线圈需要的电压。同一种型号的继电器往往有多种额定工作电压以供选择，并在型号后面加上规格号来区别。
（2）额定工作电流
额定工作电流是指继电器正常工作时线圈需要的电流值。选用继电器时必须保证其额定工作电压和额定工作电流符合要求。
（3）线圈电阻
线圈电阻是指继电器线圈的直流电阻。有些继电器的说明书中只会给出额定工作电压或额定工作电流，可以根据欧姆定律进行计算线圈电阻。
（4）接点负荷
图1－58 密封继电器的标示
接点负荷是指继电器接点的负载能力，也称为接点容量。使用中通过继电器接点的电压、电流均不应超过此参数，否则将会造成接点氧化，打火花，接点氧化发黑，影响接点电阻及其寿命。一个继电器的多组接点的负荷一般都是一样的。密封继电器通常将型号、接点负荷、引出端示意图标示在继电器上，如图1－58所示。
4.几种常见继电器（1）电磁式继电器
电磁式继电器是最常用的继电器之一，由铁芯、线圈、衔铁、动接点、静接点等组成，如图1－59所示。电磁式继电器是利用电磁吸引力推动接点动作的，在线圈未通电时，衔铁在弹簧的作用下，使动触点3与静触点5闭合，称之为常闭状态；而活动触点3与静触点4断开，则称之为“常开”状态。当线圈的1、2两端有电时，由于电流的流动而使铁芯线圈具有磁性。衔铁在电磁力的吸引下带动动触点3与静触点5分离，而与静触点4闭合，这一过程称为继电器吸合。线圈断电后，衔铁在弹簧拉力的作用下回复到原来的位置，从而使触点复位，这一过程称为继电器释放。电磁式继电器有直流继电器、交流继电器、脉冲继电器等类型。其常见控制电路如图1－60所示。
图1－59 电磁式继电器内部结构
图1－60 电磁式继电器控制电路
（2）干簧式继电器
干簧式继电器是常用的继电器之一，它由干簧管和线圈组成，如图1－61所示。干簧管是将两根互不相通的铁磁性金属条密封在玻璃管内而成，干簧管置于线圈中。当控制电流流过线圈时，线圈产生的磁场使得干簧管的金属条被磁化，两金属条因极性相反而吸合，接通被控电路。
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
（3）固态继电器
图1－61 干簧继电器
固态继电器（简称为SSR）是利用现代微电子
型五触点电子开关器件。它可以实现用微弱的控
制信号（几毫安到几十毫安）控制大电流负载，进行
无触点接通或分断。固态继电器是一种两个接线
端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，
中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。固态
继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型；按
开关型可分为常开型和常闭型；按隔离型式可分为
混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。直流式固态继电器电路示意图如图1－62所示。控制信号由输入端输入，通过光电耦合器将控制信号耦合至被控端，经放大后驱动开关管VT，导通。固态继电器输出端接人被控电路回路中，输出端有正、负极之分。交流式固态继电器电路原理如图1－63所示。与直流式不同的是，开关元件采用双向晶闸管VS，因此交流式固态继电器输出端无正、负极之分，可以控制交流回路的通断。
图1－62 直流式固态继电器的电路示意图
图1－63 交流式固态继电器的电路示意图
5.继电器的检测
将万用表置于“R×100”或“R×1k”挡，两表笔（不分正、负）接继电器线圈的两引脚，万用表指示应与该继电器的线圈电阻基本相符，如果阻值明显偏小，说明线圈局部短路；如阻值为零，说明两线圈引脚间短路；如阻值为无穷大，说明线圈开路。
6.继电器的选用
（1）先了解必要的条件
①控制电路的电源电压，能提供的最大电流。
②被控制电路中的电压和电流。
③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。
（2）查阅相关资料
可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。
（3）注意器具的容积
若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。
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