Relais aus der Micros-Reihe

2020-09-23

Elektromagnetische Relais sind eine der ältesten elektronischen Komponenten. Die Kombination von Merkmalen wie die Fähigkeit, Signale hoher Leistung zu schalten, sowohl bei hohen Spannungen als auch bei hohen Strömen, die Beständigkeit gegen Überspannungen und Überlastungen sowie die galvanische Trennung des gesteuerten Stromkreises vom steuernden Stromkreis macht es sehr schwierig, sie durch alternative Komponenten mit guten Parametern und moderatem Preis zu ersetzen.

Im Angebot der Firma Microsa finden Sie ein umfangreiches Angebot an Relais der Marke Hongfa. Die Relais dieses Herstellers sind in einer Vielzahl von Modellen mit unterschiedlichen Schaltkontaktekonfigurationen und in vielen Spannungs- und Stromvarianten erhältlich. Sie sind größtenteils spezialisierte Versionen, die auf konkrete Aufgaben ausgerichtet sind.

Leistungsrelais

Die HF3FF-Relaisserie sind Miniatur- Leistungsrelais mit Abmessungen von 19×15,5×15 mm, die für die Leiterplattenmontage vorgesehen sind (Abbildung 1). Es gibt Versionen mit einem Schließer- oder Umschaltkontakt mit hoher Lastkapazität von bis zu 15 A bei 277 VAC und 30 VDC. Die Isolation zwischen der Spule und den Kontakten beträgt 1,5 kV. Die Leistungsaufnahme der Spule beträgt nur 360 mW für Versionen mit Steuerspannungen von 5, 9, 12 und 24 VDC. Der Temperaturbereich liegt zwischen -40 und +70 °C. Dank der Vergoldung der Kontakte mit AgSnO2 bieten sie hohe Beständigkeit gegen große Anlaufströme und ihre Lebensdauer beträgt bis zu 10 Millionen Schaltzyklen. Die HF32F-Relaisserie sind Miniatur-Leistungsrelais mit Abmessungen von 18,5×10×15,5 mm, die für die Leiterplattenmontage vorgesehen sind (Abbildung 2). Sie sind hauptsächlich als Einzelkontaktversionen mit einer Lastkapazität von 5...10 A bei 250 VAC und 30 VDC erhältlich. Versionen mit Umschaltkontakt haben eine geringere Belastbarkeit – bis zu 3 A bei gleichen Spannungen. Ein charakteristisches Merkmal dieses Modells ist die erhöhte Isolation zwischen Spule und Kontakten, die 2,5 kV beträgt. Die Leistungsaufnahme der Spule beträgt standardmäßig 450 mW, aber Versionen mit erhöhter Empfindlichkeit (Datenkürzel „L“) benötigen nur 360 mW für Versionen mit Steuerspannungen von 5, 9, 12 und 24 VDC. Der Temperaturbereich liegt zwischen -40 und +70 °C. Die Lebensdauer beträgt bis zu 10 Millionen Schaltzyklen.

Das ist eine ausgezeichnete Lösung für Lasten mit einem resistiven Charakter, Anwendungen, die bei vollem Nennstrom des Kontakts betrieben werden, und für Lasten anderer Art, bei denen der eingeschaltete Strom nicht so hoch ist. Dieses Material ist wirtschaftlich und bewährt sich gut als allgemeines Anwendungsmaterial, das häufig als Material für viele Leistungsrelais verwendet wird.

Die HF46F-Serie ist eine weitere Serie von Miniatur-Leistungsrelais, die sich durch ihr außergewöhnlich schlankes Gehäuse mit Abmessungen von 20,5×7×15,5 mm auszeichnen und für die Montage auf Leiterplatten (siehe Abbildung 3) bestimmt sind. Sie sind ausschließlich in Versionen mit einem Schließer erhältlich, der bei 5...10 A belastet werden kann, bei 250 VAC und 30 VDC. Neben der Gehäuseform zeichnen sie sich auch durch eine erhöhte Isolierung zwischen der Spule und den Kontakten aus, die bis zu 4 kV und 10 kV für einen Surge-Impuls beträgt. Die Leistungsaufnahme der Spule beträgt standardmäßig 200 mW bei Steuerspannungen von 5, 9, 12 und 24 VDC. Es sind Versionen mit Kontakten, die mit AgNi oder AgSnO2 beschichtet sind, erhältlich. Der erweiterte Temperaturbereich, der von –40 bis +85°C reicht, das extrem geringe Gewicht von etwa 3 g und die besonders kleine Fläche auf der Leiterplatte ermöglichen ungewöhnliche Anwendungen dieser Komponenten. Einige Anwendungen erfordern Relais mit noch höherer Belastbarkeit. Systeme, die Funktionen wie schnelles Aufladen von Batterien oder Steuerungen für Hochleistungsmotoren implementieren, müssen in der Lage sein, erhebliche Ströme zu schalten, und dies kann nicht immer mit Halbleiterkomponenten realisiert werden. Für solche Anwendungen wurden die Relais der Serie HF105F entwickelt. Diese sind leistungsstarke Elemente in einem Gehäuse mit Abmessungen von 32×27×20 mm, die für die Montage auf Leiterplatten (siehe Abbildung 4) vorgesehen sind. Es sind Versionen mit einem Schließer, einem Öffner oder einem Umschalter mit hoher Schaltleistung erhältlich, bis zu 40 A bei 277 VAC und 28 VDC. Die Isolierung zwischen Spule und Kontakten beträgt je nach Version 2,5 kV oder 4 kV. Die Leistungsaufnahme der Spule beträgt 900 mW für Versionen mit Steuerspannungen von 5, 9, 12 und 24 VDC. Es sind Modelle erhältlich, die mit Wechselspannung (AC) gesteuert werden und typische Spannungen von 12, 24 und 220 VAC aufweisen. Der Temperaturbereich liegt zwischen –55 und +85°C. Dank der Beschichtung der Kontakte mit AgSnO2 bieten sie eine hohe Beständigkeit gegenüber großen Anlaufströmen.

Einer der beliebtesten Relais sind die Bauteile der Serie HF115F. Es gibt Dutzende verschiedene Modelle für universelle und spezialisierte Anwendungen sowie zahlreiches Zubehör wie Relaissockel. Die Relais der Serie HF115F sind Miniaturleistungsrelais mit Abmessungen von 29×13×16 mm, die für die Montage auf Leiterplatten vorgesehen sind (siehe Foto 5). Versionen sind verfügbar in Konfigurationen von einem potentialfreien Kontakt bis zu zwei getrennten Umschaltkontakten. Die Lastkapazität reicht von 8 bis 16 A bei 440 VAC und sogar bis zu 300 VDC. Die Isolierung zwischen der Spule und den Kontakten beträgt 2 bis 4 kV. Die Leistungsaufnahme der Spule beträgt typischerweise 400 mW für Versionen, die mit Spannungen von 5, 9, 12 und 24 VDC gesteuert werden. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40 und +85°C. Das Material zur Beschichtung der Kontakte ist hauptsächlich AgSnO2. Ein weiteres Relais von Hongfa ist das Modell HF118F für Hochleistungs-Schaltkreise (siehe Foto 6). Es hat einen potentialfreien, normalerweise geschlossenen, normalerweise geöffneten oder Umschaltkontakt mit einer Belastbarkeit von 10 A@250 VAC. Bei dieser Belastung ist der Stromverbrauch der Spule sehr gering - nur 220...290 mW abhängig von der Nennspannung der Spule. Das Relais arbeitet im Temperaturbereich von -40°C bis +85°C, hat eine geringe Masse von 8 g und Abmessungen von 28,5×10×12,5 mm. Beachtenswert ist auch die elektrische Festigkeit von 5 kV zwischen den Kontakten und der Spule sowie ein 8 Millimeter breiter Isolationsabstand (Kriechstrecke). Das Relais entspricht den Normen VDE 0700 und 0631 in Bezug auf die Isolationsqualität.

Relais für den Einsatz in der Automobilindustrie

Eine spezielle Art von Relais sind sogenannte Autorelais. Deren Konstruktion, insbesondere die Kontakte, sind optimiert für den Betrieb mit Gleichspannungen im Bereich von 14 bis 28 V. Typische Modelle sind die Relais der HFKx-Serie, z. B. HFKW oder HFKD (siehe Fotos 7 und 8). Trotz der zulässigen hohen Lastströme von etwa 20 bis 40 A sind sie in kompakten Gehäusen untergebracht, wie auf Foto 5 zu sehen ist. Die Relais der Serie HF115F sind ein Beispiel dafür.

Foto 6. Relais der Serie HF118F, wie HFKW mit den Abmessungen 16×15,5×14 mm oder HFKD mit 17,5×9×13 mm. Die Leistungsaufnahme der Spule beträgt etwa 600 mW, und die Steuerspannungen sind hauptsächlich 12 und 24 V. Einige Modelle sind als Doppelversionen erhältlich, die zwei Kontakt- und Steuerwicklungssätze enthalten (siehe Foto 8). Sie sind beispielsweise für die Steuerung von bidirektionalen Gleichstrommotoren geeignet.

Signalrelais
Relais werden in der Regel mit ausführenden Schaltungen in Verbindung gebracht, da sie die Steuerung großer Lasten mit einer geringen Leistung ermöglichen, die zur Erregung des Magneten erforderlich ist. Die Konstruktion der Relais verleiht ihnen jedoch eine weitere sehr wichtige Eigenschaft - die galvanische Trennung von Steuer- und Regelkreisen. Eine solche Eigenschaft kann für die Mess- oder Medizintechnik entscheidend sein. Einerseits wird dadurch sichergestellt, dass der geschaltete Stromkreis in keiner Weise beeinträchtigt wird, und andererseits werden die Sicherheitsstandards erfüllt. Typische „Signal“-Relais, die auch als „Telekommunikations“-Relais bezeichnet werden, sind die Relaistypen HFD23 und HFD27 (Fotos 9 und 10).

Es handelt sich um kompakte Bauteile, die sich zum Schalten kleiner Lasten, max. 2 A. Die Spulenleistung beträgt ca. 200 mW und wird bei den Versionen mit höherer Empfindlichkeit auf bis zu 150 mW reduziert. Die Nennspannung der Spule kann zwischen 1,5 und 48 V liegen. Ein wichtiges Konstruktionsmerkmal der Signalrelais ist, dass die Kontakte mit einer Kombination aus AgNi + Au-Materialien bedeckt sind - d.h. ein Kontakt auf Silberbasis, der zusätzlich vergoldet ist. Diese Lösung garantiert den zuverlässigen Betrieb des Bauteils.

Bei der Auswahl des Melderelais sollte auf die Mindestkontaktbelastung geachtet werden. Diese beträgt beim HFD27 1 mA und 5 V, während überraschende Werte von 10 mA und 10 mV erreicht werden, die den Einsatz in Messgeräteschaltungen ermöglichen

Quelle: "Elektronika Praktyczna" 2020/09, s. 84-85.