Was ist ein Reed-Relais?
Ein Reed-Relais (Englisch: leed relay) ist ein elektromagnetischer Schalter, der durch Anlegen eines Stroms an eine Antriebsspule aktiviert wird.
Es besteht aus einer Kombination von elektromagnetischen Spulen um einen oder mehrere Reed-Schalter und einem kleinen Relais, das durch elektromagnetische Kraft öffnet und schließt. Das in der Spule erzeugte Magnetfeld betätigt die Kontakte mechanisch, so dass im Vergleich zu Halbleiterschaltern nur ein sehr geringer Leckstrom vorhanden ist, wenn der Schalter nicht in Betrieb ist.
Da sie eingangs- und ausgangsseitig unabhängig und ohne Polarität sind, lassen sich beispielsweise Fehler bei der Installation vermeiden. Weitere Vorteile sind die hohe Druckfestigkeit, die hohe Isolierung, die Staubdichtigkeit und die Beständigkeit gegen die Einwirkung von Fremdgasen.
Anwendungen für Reed-Relais
Reed-Relais werden in einer Vielzahl von elektrischen Geräten eingesetzt. Obwohl Halbleiterrelais derzeit der wichtigste Relaistyp sind, werden sie häufig in Anwendungen eingesetzt, für die Halbleiterrelais nicht geeignet sind.
Geeignete Umgebungen für den Einsatz von Reed-Relais sind unter anderem.
- Elektrische Geräte, die durch schwache Leckströme erheblich beeinträchtigt werden, wenn Halbleiterrelais geöffnet sind.
- Elektrische Geräte, die in einer Umgebung betrieben werden müssen, in der Substanzen vorhanden sind, die Halbleiter verunreinigen können.
- Schaltkreise, die für Relais mit sehr hohen Spannungen oder in Hochspannungsumgebungen verwendet werden.
Konkrete Anwendungsbeispiele sind.
- Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge, Solarbatterien
Reed-Relais werden eingesetzt, wenn die Systemspannung hoch ist und ein stabiler Betrieb auch bei Spannungen von über 1.500 V DC erforderlich ist. - Medizinische Geräte
Für Anwendungen wie die Steuerung von Elektrokautern, Schaltungen zur Erkennung der Bettposition, Hochspannungsladeschaltungen für AEDs und die Erkennung von im Körper verbliebenen chirurgischen Instrumenten sind äußerst zuverlässige Schalter erforderlich.
Prinzip des Reed-Relais
Reed-Relais bestehen aus einem Reed-Schalter und einer Spule. Der Reed-Schalter besteht aus einer Glasröhre, die hermetisch mit Inertgas verschlossen ist und zwei Leitungen mit einem Spalt dazwischen enthält. Die Zungen im Inneren des Reedschalters bestehen aus einem magnetischen Material, das der Kraft eines Magneten ausgesetzt ist, und die Kontakte, an denen die Zungen bei Betätigung miteinander in Kontakt kommen, sind mit einem hochstromfähigen Metall versehen.
Das Magnetfeld, das durch den Stromfluss in der äußeren Spule des Reed-Schalters erzeugt wird, bewirkt, dass die beiden Relais im Reed-Schalter miteinander in Kontakt kommen. Der Strom fließt durch die Kontakte und sie funktionieren als Relais. Wenn das Reed-Relais angesteuert wird, wird durch die Spule ein Magnetfeld erzeugt.
Dieses kann daher die umgebenden elektronischen Bauteile beeinflussen, und es muss auf die Einbaulage und die Einsatzbedingungen geachtet werden. Außerdem muss die Schaltung, in der das Reed-Relais verwendet wird, korrekt ausgeführt werden, z. B. durch eine Funkenlöschschaltung, durch eine Schutzschaltung gegen vorübergehend hohe Ströme und gegen Rückströme.
Merkmale von Reed-Relais
Reed-Relais weisen im Vergleich zu anderen Relais eine Reihe von Merkmalen auf.
- Im Vergleich zu Halbleiterschaltern haben mechanische Schalter einen sehr geringen Ableitstrom, wenn die Kontakte geöffnet sind
- Keine Polaritätsspezifikation für Eingang und Ausgang, wodurch Betriebsfehler reduziert werden
- Generell hohe Spannungsfestigkeit und hohe Isolierung
- Im Vergleich zu allgemeinen elektromagnetischen Relais sind die Kontaktstellen hermetisch abgedichtet und werden durch Staub und organische Gase weniger beeinträchtigt
- Kompakt, leicht und mit langer Lebensdauer
- Schneller Betrieb und Erholungszeiten von ca. 1/10
Weitere Informationen über Reed-Relais
1. Lebensdauer von Reed-Relais
Relais haben eine elektrische und eine mechanische Lebensdauer.
Elektrische Lebensdauer
Dies ist die Lebensdauer bei Widerstandslasttests, bei denen der Reedschalter durch Anlegen einer Last mit Nennspannung an die Spule geöffnet und geschlossen wird. Die elektrische Lebensdauer hängt von der Größe der Last, der Art der Last, der Häufigkeit des Öffnens und Schließens, den Temperaturbedingungen usw. ab.
Mechanische Lebensdauer
Dies bezieht sich auf die Lebensdauer in einem Leerlauftest, bei dem keine Last angelegt wird. Relais sind mechanische Teile, und ihr Öffnen und Schließen führt zu Ermüdung und Verschleiß der Teile selbst. Die Lebensdauer der Relais hängt auch von der Umgebung ab, in der das Relais verwendet wird, z. B. von den Temperaturbedingungen und von Fällen, in denen eine höhere Last als die Nennspannung der Spule angelegt wird.
2. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von Reed-Relais
Wichtige Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von Reed-Relais sind Reinigung und magnetische Interferenz.
Reinigung
Da die Drähte der Reed-Relais-Spule in einem Glasrohr versiegelt sind, beeinträchtigt die Reinigung die Eigenschaften der Drähte nicht. Das Produkt muss jedoch immer mit einem Spezialreiniger gereinigt werden.
Magnetische Störungen
Das von der Relaisspule erzeugte Magnetfeld hat Auswirkungen auf die äußere Umgebung. Vor allem bei einer engen Montage kann es vorkommen, dass die Relais aufgrund von magnetischen Interferenzen zwischen ihnen nicht richtig funktionieren. Daher müssen Relais, die nicht magnetisch abgeschirmt sind, mit einem Mindestabstand von 15 mm zwischen den Relais montiert werden.
Außerdem darf das Relais nicht in der Nähe von Objekten verwendet werden, die starke Magnetfelder erzeugen, wie z. B. Transformatoren oder Dauermagneten, da diese Fehlfunktionen verursachen können.