【技术大神】一个干簧管的自述

2016-12-08 技术大神活动文章

我叫干簧管(Reed Switch),也称舌簧管或磁簧开关,是一种磁敏的特殊开关,是干簧继电器和接近开关的主要部件。在目前最常用到的我当中,我的构成基本上是有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点,有的还有第三个作为常闭触点的簧片(这属于我的变异兄弟)。这两(三)个触点被装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里,玻璃管内平行封装的簧片端部重叠,并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。这基本上就是我的构成了。下面是我的自拍,给大家秀一下。


图1:干簧管产品图


目前我主要被应用在家电、汽车、通讯、工业、医疗、安防等领域,在安防行业中,主要以门窗磁传感器等产品为主。说完了我的简介及应用领域,下面给大家介绍一下我的代号,Littelfuse家族中的杰出代表:DRR-129-42-83,主要特性如下:
触点负载高达:100 W/VA
最大开关电压:400 V/dc  280 V/ac
耐高压可达: 600 V/dc(min)
最大开关电流: 3A/dc,2.1A/ac
接触电阻: 100mΩ/max
绝缘电阻:10E10Ω


还有一点是,对于磁铁来说,我是没有方向性的,只要磁力够,我就可以响应开关。


基于以上的接通低阻抗、开路高阻抗及对于磁力无方向性等特性,我被一“攻城狮”应用在了他的安防产品--无线门窗磁传感器中。通过我和磁铁的距离,判断我的通断状态,进而可以知道门、窗的开关状态。


如果单从表面来看,我似乎很简单,使用上似乎也没什么难度,但要是不注意一些细节及使用规范,“攻城狮”还是很难征服我的。而且也免不了会给他们带去一些意想不到的麻烦。下面将该安防“攻城狮”在使用过程中对我的一些折腾吐露给大家,避免大家以后对我安置不当,造成我的寿命缩短。


首先,原理图设计,见下图2。这个太简单了,也是最没有技术含量的,但是在这里如果是电池供电考虑功耗的产品,就要注意我的开关状态了。在与我的搭档磁铁分开的时候,我为断开状态,此时我的阻抗值很高,达到10E10Ω,但是我和我的搭档在一起的时候,别忘了我只有100mΩ/max的阻值。此外,若使用的MCU没有那么大的内部上拉电阻时,别忘了给我加一个足够大的上拉电阻,建议至少为1MΩ这么大以上的。


 
图2:设计原理图


其次,就是板子的设计。这也是我被反复折腾的地方,在PCB板上最初我被该“攻城狮”设计成图3的这个样子,黄色标注部分为我的PCB封装。其实,这样的不良设计也被其他的“攻城狮”有用到。造成该不良设计的原因是,在焊接我的时候,将我的两个金属臂膀弯折,插进两个对立的孔,然后进行焊接。但弯折后的我,本体是十分脆弱且容易受到伤害的,到时候你的产品出现不良,受损失的是你自己哦。


图3:PCB板封装图


鉴于以上的不良经验教训,我对各位关注我的“攻城狮”建议如下:
1)在给我设计封装的时候,最好按如下图4进行,在PCB上给我的玻璃本体留出空曹,不要对我进行受力弯折 。  



2)按此封装做出的实物电路板如上图5,最好在焊接的整个竖直方向都不要有器件,这样可以先把我焊上去,再剪去多余的金属臂。这样焊接后,因为金属臂已经固定,再进行剪切我本体基本不会受力,所以安全程度也提高了。


3)我被焊接后的成品如上图6,实在不忍直视该“攻城狮”对我的焊接“毒手”,建议焊接完成后,剪去我的金属臂膀,检查是否有破裂,然后就可以进行下一步的测试了。


以上是为我混迹于安防产品的经验,在此给大家做分享,希望可以给其他“攻城狮”们引以为鉴,避免同样的错误发生,提高大家的设计效率和成果。


作者:天津华来 Loren Du

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  • 期待 Lv3 . 高级工程师 2016-12-08
    看完后,觉得对设计生产中,有很大帮助,赞
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