Minimaler Kontaktstrom bei Relais

OP #7791272
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Hallo zusammen,

ich habe da mal eine Frage zum Thema Relais.

Ich möchte die 4 Leitungen eines Netzteil-Kanals ("Power" und Sense) mittels Relais trennen. Das ganze idealerweise mit zwei FTR-B4-4.5Z. (DB: https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/C300/FTR-B4.pdf)

Im Datenblatt steht, dass der initiale, maximale Kontaktwiderstand 100m Ohm beträgt. Dass dieser sich über die Zeit verschlechtern kann leuchtet mir ein.

Wenn ich jetzt aber an die Sense-Leitungen denke, fließt dort nach "einschalten" der Relais sicherlich ein recht geringer Strom, bis letztendlich die Spannung nachgeregelt ist und der Strom noch geringer wird. Ein paar Zeilen unter dem Kontaktwiderstand steht, dass die "Minimum switching load*" 10µA bzw. 10mV beträgt. Ich habe vor längerer Zeit mal was von "Selbstreinigung" der Kontakte gehört, doch wie realistisch/kritisch/zutreffend ist das, wenn ich mit dem Relais immer nur die Sense-Ströme schalte?

Außerdem steht bei dem *:

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"Minimum switching loads mentioned above are reference values. Please perform the confirmation test with the actual load before production since reference values may vary according to switching frequencies, environmental conditions and expected reliability levels."

Also verstehe ich das so, dass man bei kleineren Werten den Anwendungsfall testen soll. Da steht aber nicht, dass man bei Unterschreitung mit einem deutlich schnelleren Anstieg des Kontaktwiderstandes rechnen muss.

Ich habe es auch mal getestet: Ein Signal mit 500nA sowie die Sense-Leitungen konnte ich schalten wie erwartet. Ich will aber vermeiden, dass ich nach einem Jahr das Relais tauschen muss, weil die Kontakte sich zu schnell zusetzen oder so. Außerdem habe ich immer gedacht, dass Funken eher schlecht für die Kontakte sind und nicht irgendwas reinigen sollen. Und welchen Effekt kann denn eine Last haben, die knapp überhalb des angegebenen Grenzwertes liegen - also z.B. 15µA bei 15mV?

Kann mich da vielleicht jemand erhellen, was es mit dieser Angabe der Minimal-Last auf sich hat?

Grüße Michael

#7791275
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Dann nimm doch für die Sense Leitungen Reed Relais. Das sind oberflächenveredelte Kontakte in Schutzgasatmosphäre. Die haben ein langzeitstabiles Schaltverhalten, mögen allerdings keine hohen Ströme. Mit einem einzigen Relais, das Power und Sense gleichgut kann, wirst du ansonsten vermutlich eine Solderanfertigung mit 2 unterschiedlichen Kontaktmaterialien brauchen.

#7791316
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Moin,

Man könnte die Sense Leitungen mit einem PhotoMOS SSR Relais verbinden. Viele können bis zu 60V. Der Schalter besteht aus zwei gegeneinander geschalteten oder konstruierten Photo N-Channel MOSFETs, deren GATE-Struktur photonisch angesteuert werden.

Da Dein Sense-Strom sehr klein ist und RDs-ON unter ein Ohm liegt, sollte das anstandslos funtionieren. Diese PhotoMOS SSRs gibt es auch in Doppelausführung. Momentan fällt mir aber die Designation nicht ein. Sind aber leicht zu finden. Vorteil ist, daß sich da keine Kontakte abnützen können. Für den Laststrom nimm natürlich angemessene Relais mit ausreichenden Eigenschaften.

Wir verwenden z.B. solche PhotoMOS Schalter erfolgreich schon jahrelang in einen Thermocouple Matrix System. Es gibt keine Thermospannungsprobleme die über normale Thermocouple Schaltungsmethoden hinausgehen.

Ich bin ziemlich sicher, daß jene SSRs in Deiner Anwendung funktionieren würden, solange Deine Betriebsspannung im zulässigen Spannungsbereich liegen.

Das wäre mein Vorschlag.

Gerhard

#7791323
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Wenn ich richtig verstehe, hat ein gescheites Netzteil eine Reglung, die auch ohne Sense funktioniern muß. Über die Sens-Leitung soll nur so nachgeregelt werden, dass am gewünschten Messpunkt die gewünschte Spannung wirklich ankommt. Also muß man die Schaltung des noch unbekannten Netzteils mal genauer ansehen und darüber diskutieren. Wahrscheinlich kann man das Ganze etwas niederohmiger konstruieren?

#7791389
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Solide Netzgeräte haben intern zw. Sense und Power je 33..220 ohm geschaltet. Man muss dann natürlich dafür sorgen daß die Relais im powerz Zweig VOR den Sense Relais einschalten, und beim abschalten NACH den Sense Relais. Sonst überlastet man die intern Widerstände

Sense Leitungen über Relaiskontakt mit Goldplatierung.

#7791521
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Michael S. schrieb:

Wenn ich jetzt aber an die Sense-Leitungen denke, fließt dort nach "einschalten" der Relais sicherlich ein recht geringer Strom, bis letztendlich die Spannung nachgeregelt ist und der Strom noch geringer wird.

Alles nur Vermutungen. Wie waere es mal mit nachmessen? Und wenn der Strom wirklich derart zwergig ist, dass man bei "normalen" Relais etwas fuerchten muesste, koennte man ja auch mit einer schwachen ohmschen Last fuer genug Strom sorgen...

#7791563
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Vor Jahrzehnten, als man noch bewährte Kontaktmaterialien einsetzen durfte, hatte ich mal Relais in einer Tankwarnanlage, die mit zuwenig Strom belastet waren und daher isolierten. Hat aber einige Jahre gedauert, bis sie ausfielen.

Die größte Herausforderung war damals, überhaupt Datenblätter für die Relais und die Kontaktmaterialien zu finden. Ich glaube es war Silber-Cadmiumoxid an 10A-Kontakten. Also fette Knubbel. Oder wie auch immer die Kontakteinsätze heißen. Und das wurde von dem Meßstrom im 1-mA-Bereich nicht genug gebraten, um Kontakt zu geben. Die Selbstreinigung dürfte auch nicht geholfen haben, weil das Material ja wohl bewußt "schmierig" ist, um die Lebensdauer zu erhöhen.

Heutzutage dürfte es egal sein, was man aussucht, weil sowieso alles nach kurzer Zeit ausfällt. Die Relaismechanik, die viel zu dünne Kontaktbeschichtung, die ungeeignete Kontaktgeometrie. Bei höheren Spulenspannungen sicher auch noch durchbrennender Draht und ausfallende Isolierung mit folgenden Windungsschlüssen.

(Google ist mittlerweile soooo ein Witz. Ich suche Bilder mit "Relais Kontaktperle", weil ich nicht weiß wie der Knubbel heißt. Kommen paar halbe Treffer. Nächste Suche "Relais Kontaktperle Zunge" - und es kommen nur noch rausgestreckte Zungen. Was für Deppen!)

#7791644
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Aus der Reparaturpraxis: Ein ansonsten sehr robustes Chemielabor-Analysengerät aus USA zeigte nach einigen Jahren den Fehler, daß die Autozero-Funktion zeitweise nicht mehr richtig arbeitete (Ein Speicherkondensator wurde über einen Relaiskontakt geladen). Im verbauten Kartenrelais wurde nur einer der 4 vorhandenen Kontaktsätze dazu verwendet. Nach Reinigung der Kontakte mit einem Pappstreifen funktionierte alles wieder. Zur Langzeit-Abhilfe wurden alle Kontaktsätze mit Schaltdraht parallelgeschaltet, das hat sich sehr bewährt (Reedrelais gab es noch nicht). Fazit: Parallelschalten von Kontakten kann abhelfen. Viele alte Post-Relais hatten Doppelkontakte zur Funktionssicherheit.

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