Reed Relais sind sehr wichtig in der Schifffahrttechnik. Hier wollen wir einen kleinen Einblick in Funktionsweise und Aufbau geben.
Was ist ein Reed Relais?
Die Relais haben zwei Metallplatten aus einem ferromagnetischen Material (etwa 50:50 Ni-Fe) und ein Glasgehäuse, das dazu dient, die Platten in Position zu halten und eine Dichtung zu bieten, um zu verhindern, dass Verunreinigungen in den kritischen Kontaktbereich innerhalb des Glasgehäuses gelangen. Die meisten Schalter haben in der Normalstellung offene Kontakte.
Wenn ein Magnetfeld entlang der Achse des Riemenscheibenblattes angelegt wird, wird das Magnetfeld im Blatt aufgrund des Ferromagnetismus des Blattes verstärkt, die offenen Kontakte des Riemenscheibenblattes werden zueinander hingezogen und das Riemenscheibenblatt wird ausgelenkt, um den Spalt zu schließen. Unter dem vollen Magnetfeld berühren sich die Lamellen und es entsteht ein elektrischer Kontakt. Der einzige bewegliche Teil des Reed-Schalters ist die Auslenkung der Lamellen.
Es gibt keine Drehpunkte oder Materialien, die versuchen, zwischen einander zu gleiten. Reedschalter haben keine beweglichen Teile, d. h. sie haben keine mechanischen Verschleißteile. Der Kontaktbereich muss mit Inertgas oder bei Hochspannungsschaltern mit Vakuum in einem hermetischen Gehäuse abgedichtet werden, um den Kontaktbereich gegen Verschmutzung von außen abzudichten. Dies gewährleistet eine besonders lange mechanische Lebensdauer.
Welche Reed Relais gibt es?
Hier sollen ein paar Reed Relais betrachtet werden. Auf dem Markt gibt es noch einige andere, es ist also keine vollständige Betrachtung.
Normale
Reed-Relais bieten sowohl die Konsistenz und Zuverlässigkeit von hermetischen Reed-Schaltern als auch die Bequemlichkeit von einem oder zwei Relais, die in ein Leitungspaket eingebaut sind. Durch den Industriestandard können diese Relais direkt auf die Leiterplatte gelötet oder zum einfachen Austausch in einen Sockel gesteckt werden.
Die Rhodium-Schaltkontakte sind in Glas eingegossen, auf einem Vollbleirahmen montiert und dann zur einfachen Portabilität in Duroplast eingekapselt. Diese Relais sind in mehreren Kontakttypen mit unterschiedlichen Spulenspannungen und mit/ohne interne Dämpfungsdioden erhältlich.
Hochspannung
Die Hochspannungs-/Hochleistungsrelais von Teledyne sind für das Schalten von bis zu 7500 V in einem kompakten PCB-Montageformat ausgelegt. Diese Relais sind auch mit integrierten Befestigungsschrauben für die Schottmontage oder als zusätzliche Verstärkung in rauen Umgebungen erhältlich. Diese kunststoffgekapselten Relais bieten die gleichbleibende Schaltleistung von hermetisch gekapselten Hochspannungsrelais in einem praktischen und leichten Gehäuse.
Geschützte Metallabdeckung
Diese Relais bieten sowohl die Konsistenz und Zuverlässigkeit eines hermetisch versiegelten Relais als auch den Komfort einer in ein Metallgehäuse eingebauten Spule. Die Schaltkontakte aus einer Rhodiumlegierung sind in Glas eingegossen, auf einem Vollbleirahmen montiert und dann in einem Metallgehäuse mit einer magnetischen Abdeckung eingeschlossen, um magnetische Interferenzen mit anderen Relais oder anderen Komponenten auf der Leiterplatte zu minimieren. Eine weitere Option ist die elektrostatische Abschirmung, um Rauschen und elektrostatische Kopplung zwischen Spule und Reedkontakten zu reduzieren. Durch ein Metallgehäuse mit Anschlussstiften können diese Relais direkt auf die Leiterplatte gelötet oder zum einfachen Austausch mit einem Sockel verbunden werden.
Erzeugung eines Magnetfeldes
Um ein Relais herzustellen, muss ein Magnetfeld erzeugt werden, das die Kontakte des Reed-Schalters schließt. Reed-Schalter können mit Permanentmagneten verwendet werden (z. B. um ein Türschließsignal zu erfassen), aber bei den in diesem Buch beschriebenen Relais wird das Feld durch eine Spule erzeugt, durch die als Reaktion auf ein Steuersignal Strom fließen kann. Die Spule umgibt den Reedschalter und erzeugt das axiale Magnetfeld, das zum Schließen der Kontakte des Reedschalters benötigt wird.
Durch die Verwendung unterschiedlicher Spulen- und Windungsgrößen entstehen Relais mit unterschiedlichen Steuerspannungsanforderungen und unterschiedlichen Spulengrößen.
Der Widerstand der Spule steuert die Menge des Ruhestroms, der durch sie fließt, und damit die Menge der Leistung, die die Spule verbraucht, wenn die Kontakte geschlossen sind. Bei der Verwendung von dünnen Drähten in Empfangsrelais werden die Drähte am Ende der Spule mit mehreren Litzen miteinander verdrillt, um den physikalischen Widerstand zu erhöhen.
Um die Leistungsaufnahme zu reduzieren, können größere Spulen verwendet werden, was jedoch die Größe des Relais erhöht. Ein wichtiger Faktor bei einigen Designs ist die Möglichkeit, das Relais mit Standard-CMOS-Logik zu betreiben, was voraussetzt, dass die Spule arbeitet und der Strombedarf an der Spule minimal ist.
