高效可靠的隔離特性對于各種現代復雜電氣應用（如電動(dòng)汽車(chē)，太陽(yáng)能電池板系統，醫療以及測試和測量）的精確功能和安全是關(guān)鍵的。當兩個(gè)電網(wǎng)需要互相連接時(shí)，出于安全原因，隔離電壓比監測電路的實(shí)際標稱(chēng)電壓要高三到四倍。例如：電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統（BMS）。干簧繼電器技術(shù)憑借其高介電強度和開(kāi)路狀態(tài)下可以忽略不計的漏電流，為隔離測量提供了卓越的品質(zhì)。

隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)和光伏系統中的儲能電池的使用日益增多，對儲能電池的電存儲容量，功率，壽命和安全性有了更高的要求。電動(dòng)汽車(chē)當前的趨勢是將6-24VDC的單個(gè)蓄電池連接起來(lái)并且堆疊成電池陣列來(lái)確保有高達200-800VDC的系統電壓來(lái)提供足夠的容量和功率，同時(shí)降低所需的電流。這種高電壓和電流需要通過(guò)BMS單元進(jìn)行精確監測 ，不僅要最大限度提高電池效率，主要還是確認使用者的安全和系統可靠性。此外，還必須定期監控電池陣列在相關(guān)電路和底盤(pán)中的隔離和泄漏電流，以防止任何故障和安全風(fēng)險。

然而，在更高電壓下運行的其他應用也需要更高的隔離度，例如太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)。目前，在光伏電網(wǎng)中大量使用無(wú)變壓器逆變器，將交流電轉成直流電，最終將電力傳輸至國家電網(wǎng)。這些交流和直流電路通過(guò)逆變器互相連接并且必須在高達1500V的電壓下可靠的運行。由于缺少內部變壓器，在直流和交流電路之間沒(méi)有安全的電氣隔離，因此需要進(jìn)行常規的絕緣測試，例如在電動(dòng)汽車(chē)的電池系統中。不適當的絕緣不止會(huì )導致電流泄露和能量損失，而且在安全性方面也會(huì )構成嚴重威脅。

干簧繼電器的描述

標準的干簧開(kāi)關(guān)是由被稱(chēng)為簧片兩個(gè)軟磁金屬合金觸點(diǎn)所組成?；善环胖迷诿芊馇页錆M(mǎn)惰性氣體或者真空的玻璃體中。這種設計可以完美的保護觸點(diǎn)不受到的腐蝕侵害或任何外部環(huán)境因素影響、真空的內部環(huán)境在打開(kāi)的簧片之間起著(zhù)高質(zhì)量絕緣體的作用，同時(shí)在閉合時(shí)具有理想的低接觸電阻（毫歐）。這不僅提供了具有500 VDC至15 kVDC的高電壓隔離的開(kāi)放式簧片開(kāi)關(guān)，而且在關(guān)斷狀態(tài)下可以達到1 - 100 TOhm的高接觸電阻。與基于半導體的開(kāi)關(guān)元件（如固態(tài)繼電器或Photo-MOS）相比，這是一個(gè)顯著(zhù)的優(yōu)勢。

為了構建繼電器，將簧片開(kāi)關(guān)插入銅線(xiàn)圈中，銅線(xiàn)圈的非接觸磁場(chǎng)激活其導磁葉片。將磁通量集中到簧片互相重疊區域的中點(diǎn)可以最有效地利用流過(guò)線(xiàn)圈的電流產(chǎn)生的磁通量，并且根據線(xiàn)圈尺寸通常有數十或數百毫瓦的低功耗。然后將干簧開(kāi)關(guān)和線(xiàn)圈的組件封裝在外殼中以確保機械穩定性和抵抗沖擊、溫度、壓力和其他外部影響的能力。封裝通常通過(guò)使用灌封樹(shù)脂（例如聚氨酯）材料，或者用環(huán)氧樹(shù)脂注塑成型，適用于惡劣環(huán)境或生產(chǎn)過(guò)程，如回流焊接。最后，決定繼電器特性和參數的是整體形狀，外部尺寸和引腳布局，通過(guò)增加爬電距離和間隙距離可以提高絕緣性能。

KT干簧繼電器

這種平衡設計的更好例子之一是KT系列的干簧繼電器，它能夠切換1千伏直流電，同時(shí)擊穿電壓高達4.5千伏，線(xiàn)圈和觸點(diǎn)之間的絕緣強度為7千伏。獨特的引腳布局確保了滿(mǎn)足17 mm的爬電距離和12 mm的電氣間隙。 這種布局在符合國際安全標準的汽車(chē)，太陽(yáng)能或醫療應用中特別有用。

一般而言，干簧繼電器是以其數百微秒范圍內的快速切換時(shí)間和超過(guò)機電繼電器的長(cháng)壽命能力而聞名。 當設計帶干簧繼電器的電路時(shí)，必須考慮開(kāi)關(guān)電壓和電流，為了防止過(guò)載電弧損壞開(kāi)關(guān)的接觸區域。KT繼電器可以在 -40°C ~ +105°C的環(huán)境溫度下工作，并且它的內部溫度可以安全的達到125°C。

為了達到這些高標準, 該零件被列入國際認可的可燃性測試UL 94（Underwriters Laboratories Inc.?）。為了證明繼電器對振動(dòng)，沖擊，濕度和溫度的可靠性和耐久性，它已成功按照AEC-Q200標準進(jìn)行測試。這套規范作為質(zhì)量標準正在被汽車(chē)行業(yè)采用，用于驗證和簡(jiǎn)化產(chǎn)品接受和實(shí)施過(guò)程。

繼電器在電池管理系統中的應用示例

繼電器在電池管理系統（BMS）中的應用可以采取各種形式反映開(kāi)發(fā)者的需求。然而，一般來(lái)說(shuō)，繼電器連接在電池和通路之間的路徑中，并且用作電池的高電壓電路和測量微控制器單元的低電壓電路之間的分隔。當觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，高擊穿電壓在兩個(gè)電路之間提供了完美隔離，因此它們不會(huì )相互干擾。

當繼電器啟動(dòng)時(shí)，系統通過(guò)閉合觸點(diǎn)從一個(gè)或兩個(gè)電極中提取采樣電流。然后這個(gè)樣本通過(guò)MCU與參考電壓進(jìn)行比較。 根據結果，系統可以評估電池的狀態(tài)。由于繼電器接觸電阻非常低，在幾十毫歐范圍內，所以不會(huì )影響測量結果。

總結

無(wú)論是電動(dòng)汽車(chē)，光伏，醫療還是測試環(huán)境，所有應用都對繼電器提出了高可靠性，安全性和符合標準的要求。干簧繼電器是精確的開(kāi)關(guān)元件，它將可靠性，快速開(kāi)關(guān)時(shí)間和壽命與電氣和機械隔離特性完美結合，這些功能確保干簧繼電器很好地滿(mǎn)足現代電子設備的高要求。