Warum hat ein Relais eine Mindestlast?

Ich versuche, Relais für meine Anwendung zu finden, und lese ein Datenblatt, das zwar gut aussieht, aber genau spezifiziert

Minimale anwendbare Last: 10mV 10µA

In meiner Schaltung wird erwartet, dass das Relais schließt, aber keine Spannung und kein Strom anliegen. Sie können sich 2 Relais in Reihe vorstellen, von denen eines offen und eines geschlossen ist, sodass kein Strom fließt. Das hört sich nach etwas an, das ich seit meiner Schulzeit tun würde.

Warum benötigt ein Relais eine minimale Spannung und einen minimalen Strom auf der Lastseite? Darf das Relais unter meinen Bedingungen betrieben werden oder nicht? Was kann bei einem Relais passieren, wenn ich diese Anforderung nicht erfülle? Was bedeutet "Mindestlast"? Wann und wie muss ich diesen Wert berücksichtigen?

Der Hauptgrund dafür, dass fast alle Relais eine Mindestlast haben, ist, dass die mechanische Wirkung des Schließens in Verbindung mit einem tatsächlichen Stromfluss erforderlich ist, um den Kontakt zu "schleifen" und eine Oxidationsschicht zu durchbrechen, die sich immer wieder aufbaut.

Dies ist ein Grund dafür, dass Kleinsignalrelais im Allgemeinen teure Kontaktlegierungen verwenden, die oxidationsbeständig sind. Wie die Telefongesellschaft vor Jahrzehnten herausgefunden hat, können selbst Kontakte aus reinem Gold in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit Probleme verursachen. Während die Oxidation die Goldkontakte nicht beeinträchtigt, wird durch wiederholte Zyklen von feuchter / trockener Luft eine Isolierschicht abgeschieden.

Mit Quecksilber benetzte (Reed-) Relais werden verwendet, wenn Sie keine Mindestlastströme garantieren können. Diese haben einen Quecksilberfilm auf den Kontakten, der auch ohne Strom in Kontakt kommt, da er einen Flüssigkeitsübergang bildet. Im Allgemeinen ist der Kontaktwiderstand etwas höher als der beste Goldkontaktwiderstand. Die Schaltlebensdauern können viel höher sein als bei anderen Typen. Die Lastströme sind in der Regel geringer, da sie üblicherweise nur für kleine Signale benötigt werden.

In Ihrem Fall, in dem die unter Spannung stehenden Lasten einen respektablen Wert haben, funktioniert fast jeder Typ von Trockenrelais zuverlässig.

Die Lebensdauer eines Trockenkontakts ändert sich nicht nennenswert, auch wenn kein Strom fließt. Das Alter und der Mangel an Laststrom erhöhen jedoch langsam den Kontaktwiderstand bei niedrigem Strom, wie von anderen erwähnt. Dies bedeutet, dass geringfügige Schwachstromsignale einen höheren als den angegebenen Übergangswiderstand aufweisen, bis ein ausreichender Strom geschaltet wurde.

BEARBEITEN:
Es ist auch möglich, dass die dünne Oxidschicht, die sich auf den Relaiskontakten bildet, dazu führt, dass der niedrige Stromwiderstand zunimmt und hoch bleibt, bis angemessene Lastströme geschaltet wurden, die ihn "verbrennen".

Das Relais funktioniert bei jeder Last (natürlich unter dem Maximalwert). Wenn Sie jedoch weniger als die minimal zulässige Last verwenden, kann dies vorzeitig fehlschlagen (weniger Schaltvorgänge). Der Grund dafür ist, dass nach einiger Zeit etwas Korrosion auf den Kontakt gelangen kann. Es wird ein minimaler Strom gemessen / berechnet, um Kontaktkorrosion zu durchbrechen, und der Korrosionsprozess selbst wird verlangsamt.

Sie können das Relais mit weniger Strom verwenden. Wenn Sie es jedoch in einem Gerät verwenden, das eine hohe Zuverlässigkeit erfordert, oder wenn es ausfällt, können Sie das Relais nicht austauschen, ist dies keine gute Idee.

Das Relais funktioniert möglicherweise nicht wie erwartet unter der Mindestlast. Wenn der Strom, den Sie schalten, unter 10 uA liegt, kann es sein, dass das Relais aufgrund der internen Kapazität auch im geöffneten Zustand einen signifikanten Strom leitet. In ähnlicher Weise kann ein offenes Relais problemlos 10 mV von EMI erfassen. Wenn Ihr tatsächliches Signal also so klein ist, scheint es das Relais dennoch zu passieren.

Solche Phänomene hängen natürlich von der Frequenz der von Ihnen geschalteten Signale und Ihrer Umgebung ab, auf die im Datenblatt hingewiesen wird:

Die minimal anzuwendende Last ist der Referenzwert. Bitte führen Sie die Bestätigung mit der tatsächlichen Belastung vor der Produktion durch, da sich der Referenzwert je nach Schalthäufigkeit, Umgebungsbedingungen und erwartetem Übergangswiderstand ändern kann ...

Ihr Relais funktioniert also auch dann einwandfrei, wenn das von Ihnen geschaltete Signal tatsächlich nicht vorhanden ist. Ihr Signal muss einfach über der Schwelle liegen, wenn es da ist.

Entweder macht Ihre Bewerbung oder Ihre Erklärung keinen Sinn. Wenn kein Strom fließt , haben Sie eine permanente Unterbrechung . Dies bedeutet, dass Sie das Relais entfernen und eine Komponente, Zeit und Geld sparen können. Wenn Sie jedoch eine 10-mA- Last steuern (gemäß Ihrem Kommentar), können Sie das Relais verwenden und müssen sich keine Gedanken über die "geltende Mindestlast" machen.