磁簧开关

发布时间：2022-10-14 11:52
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：1927

　　磁簧开关(Reed Switch)也称之为干簧管，它是一个通过所施加的磁场操作的电开关。

　　1936年，贝尔电话实验室的沃尔特.埃尔伍德（Walter B. Ellwood）发明了磁簧开关，并于1940年6月27日在美国申请专利。

　　基本型式是将两片磁簧片密封在玻璃管内，两片虽重叠，但中间间隔有一小空隙。当外来磁场时将使两片磁簧片接触，进而导通。 一旦磁体被拉到远离开关，磁簧开关将返回到其原来的位置。

磁簧开关


磁簧开关的结构

　　磁簧开关是由两片磁簧片(通常由铁和镍这两种金属所组成的)?密封在玻璃管内。两片磁簧片呈重迭状况但中间间隔有一小空隙，外来适当的磁场将会使两片磁簧片接触。

　　这两片簧片上的触点镀有层很硬的金属，通常都是铑和钌，这层硬金属大大提升了切换次数的寿命。玻璃管内通常注入了氮气或一些相等的惰性气体，而部份磁簧开关为了提升切换电压的性能，更会把内部做成真空状态。


特点

　　优点

　　触点与惰性气体一起密封在玻璃管内，不会受到外部气氛的影响。

　　动作回答速度迅速。

　　动作系统和电路都位于相同的轴上，适宜使用于高频率传输的应用产品。

　　小型，重量轻。

　　触点具有优越的耐蚀性和耐磨损性，使用寿命长，可获得稳定的开关动作。

　　与永久磁铁组合，就能经济简易地构成非接触式开关。

　　缺点

　　磁簧开关触点和簧片是相当小而精致的，不适合处理大的电压或电流导致的簧片引发切换。 磁簧开关提供开关典型的电压和电流额定值。 仅在操作的继电器线圈与磁簧开关的继电器电路切换高电流才是必要的。

　　故障排查工序多。故障干簧管需要用专用仪器（如AT值测试器、绝缘耐压测试器、内阻测试器等）检测。

　　不适合误差范围小的产品设计中：AT值范围大，从成本角度考虑不能保证批量产品的AT值都相同，并且配套磁石也不尽相同。

　　磁簧开关加工损耗大。磁簧开关采玻璃封装，在运送和加工过程中容易受损，影响产品及寿命。


应用

　　磁簧开关在家电、汽车、通讯、工业、医疗、安防等领域得到了广泛的应用。简单说明一下磁簧开关在磁簧继电器和干簧传感器的应用。

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　　方案一：电路图　　一键开关机电路分析如下：　　电路工作流程如下：　　Key按下瞬间，Q2、Q1导通，7805输入电压在8.9V左右，7805工作，输出5V电压给单片机供电。　　单片机工作后，将最先进行IO口初始化，IO1设为输入状态，启用内部上拉;IO2设为输出状态，输出高电平。这时Q2、Q3导通，LED1发光，7805能够正常工作，单片机进入工作状态。　　当Key再次按下时，检测IO1电平为低，单片机可以通过使IO2输出低电平，Q2、Q3不导通，此时7805输入电压几乎为0，单片机不工作，系统关闭。　　方案二：电路图　　原理很简单，Q1,Q2组成双稳态电路。由于C1的作用，上电的时候Q1先导通，Q2截止，如果没按下按键，电路将维持这个状态。Q3为P沟道增强型MOS管，因为Q2截止，Q3也截止，系统得不到电源。　　此时Q1的集电极为低电平0.3V左右，C1上的电压也为0.3V左右，当按下按键S1后，Q1基极被C1拉到0.3V，迅速截止。　　Q2开始导通，电路的状态发生翻转，Q2导通以后将Q3的门极拉到低电位，Q3导通，电源通过Q3给系统供电。 Q2导通后，C1通过R1,R4充电，电压上升到1V左右，此时再次按下按键，C1的电压加到Q1基极，Q1导通，Q1集电极为低电平，通过R3强迫Q2截止，Q3也截止，系统关机。　　整个开关机的过程就是这样。 如果要求这个电路的静态功耗低，可以全部采用MOS管，成本要高点，电路如下图，原理都是一样的，双稳态电路。　　方案三：电路图　　单键实现单片机开关机　　控制流程,按下按键,Q1导通.单片机通电复位,进入工作。　　检测 K-IN 是否低电平,否 不处理.是 单片机输出 K-OUT 为高电平,Q2导通,相当于按键长按.LED指示灯亮。　　放开按键,K-IN 经过上拉电阻,为高电平.单片机可以正常工作。　　在工作期间,按键按下,K-IN 为低电平,单片机检测到长按1秒,K-OUT 输出低电平,Q2截止.LED指示灯熄灭.放开按键,Q1截止,单片机断电。　　通过软件处理,可以实现短按开机,长按关机。　　单片机用PIC16F84A，通过简单的程序演示，证实此电路的可行性。 这种电路如果这样用,是体现不出它的优点,用到开关电源控制,控制光耦.可以做到完全关断电原,实现零功耗待机.有些打印机上就是用这种电路。       方案四：用 CD4013 构建的电路　　CD4013电路关断时已经把后面电路切断了，而4013本身的电源不需关闭，COMS电路静态工作电流极少，1uA以下，可以忽略不计。 用 4013 的电路对电源范围适用较广，3~18V都没问题，电路唯一需调整的就是根据电源电压和负载电流适当更改R1的值。 开关管可使用MOSFET，效果更佳。
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