关于如何延长智能开关寿命,Vensi威士丹利给出具体设计方案
- 发布于2021.06.05
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智能开关是智能家居的重要组成部分,但是该关键部件缺存在寿命较短,易出现损坏失效的问题。智能开关工作次数远小于继电器标称的工作平均寿命,因此对继电器失效进行深入拆解分析。
经对失效开关的拆解分析,触点失效是重要原因;究其原因,是由于触点闭合或断开时,瞬间产生电弧放电打火,瞬间局部高温,温度可达上千度,造成触点黏连或氧化,触点电阻逐渐增大,继而失效;最终可能导致控制失效,乃至严重后果。
继电器触点电弧放电打火具体原因:触头在吸合时发生连续弹跳,触头间不停接触又断开,从而产生电弧放电火花,特别是在交流电波峰时闭合继电器,此时电弧放电最强烈。触头在断开时,若负载为非纯电阻型,便会产生反向电动势,触点之间空气被击穿,形成电弧放电,其产生的高温会烧毁触点,使继电器寿命大大衰减。
针对市电是50Hz交流电,保证继电器触头在交流电过零点时闭合,触点间在闭合期间,电压大大降低,可以极大地减小打火现象;触点断开时刚好在负载电流过零点时,这样产生的反向电动势最小,便可以减小电弧放电。
因此,为了实现智能开关的长寿命设计,提高可靠性及使用寿命。过零保护电路设计原理:
1. 将检测到的电压过零点脉冲信号连接到单片机I/O口,启动定时器延时,定时时间为(10ms-继电器动作时间的一半),一般为17-18ms;
2. 继电器需要选择短吸合、断开产品
3. 延时完成后终端输出控制继电器吸合或断开。
过零保护关键电路:
采用过零保护电路处理的与未做处理的对比如下图:
从图中可以看到,Vensi开关采用过零保护,实现了启动瞬间电流由普通50A左右,降为10A,效果明显。
Vensi开关在进行寿命测试时,10个开关,经10万次灯控试验中,全部通过测试。