芦苇继电器于1936年由贝尔电话实验室发明。从那时起，它已经从非常大的，相对粗糙的部件逐渐发展到我们今天的小型超可靠的部分。生产方法和质量系统在此时间内得到了很大的贡献，并且成本已经大大降低。
熟悉的芦苇继电器制造商皮克林电子成立于1968年，甚至有些人说这些机电设备的寿命有限。相反，高质量的簧片继电器市场增加到那些日子里不可思议的区域。
这个由两部分组成的系列文章的第1部分回答了这个问题，“什么是簧片继电器?”1本文探讨了簧片继电器与其他开关技术的区别。
机电继电器
机电继电器（EMRS）广泛用于工业供应功能，并且通常可以是用户可用的最低成本继电器解决方案。制造商对制造技术进行了巨大的投资，使高卷中的继电器。
簧片继电器和电子病历之间有一些值得注意的区别:
- 芦苇继电器通常表现出比电子病历更快的操作速度(通常在5到10倍之间)。速度差异的产生是因为运动部件比电子病历更简单、更轻。
- 簧片继电器具有密封密封的触点，这导致在低信号电平和打开状态下的绝缘值更加一致的开关特性。EMRS通常封闭在塑料封装中，该塑料包装具有一定量的保护，但随着时间的推移接触暴露于外部污染物，来自塑料体的排放和氧气和硫的进入。
- 簧片继电器比emr具有更长的机械寿命(在轻负荷条件下)，通常在10到100的数量级。与emr相比，簧式继电器缺少运动部件，因此产生了这种差异。
- 簧式继电器操作触点所需的功率比电子病历更少。
- emr被设计为在触点闭合时具有擦拭动作，这有助于打破小焊缝并自清洁它们的触点。这确实有助于导致更高的接触额定值，但也可能增加接触电镀的磨损。
- 电子病历可以有比簧片继电器更高的评级，因为他们使用更大的触点;簧片继电器通常被限制携带高达2a或3a的电流。由于emr的接触范围更广，它们通常也能更好地维持电流的激增。
- emr通常比簧片继电器具有更低的接触电阻，因为它们使用更大的触点，并且通常可以使用比簧片开关胶囊中使用的镍铁电阻更低的材料。
簧片继电器和EMR都表现为优秀的开关。使用大批量制造方法通常使EMRS降低成本，而不是簧片继电器，但在簧片继电器的可实现评级中，簧片继电器具有更好的性能和更长的寿命。
固态继电器
术语“固态继电器”是指一类基于半导体器件的开关。有各种各样的开关可用。有些器件，如PIN二极管，是为射频应用设计的，但最常见的与簧片继电器竞争的器件是基于场效应晶体管开关。一个固态场效应晶体管开关使用两个mosfet串联和一个隔离的栅极驱动器来打开或关闭继电器。与簧片继电器相比，有一些关键的区别:
- 所有固态继电器都具有与其半导体传统相关的泄漏电流;因此，它们没有那么高的绝缘电阻。漏电流是非线性的。导通电阻也可以是非线性的，随负载电流的变化而变化。
- 在电容和路径电阻之间有一个折中点。具有低通径电阻的继电器具有较大的电容负载(有时用于高容量开关的测量单位为纳法拉)，这限制了带宽，并引入了电容负载。随着电容负载的减小，FET的尺寸必须减小，路径电阻增加。固态场效应管开关的电容比簧片继电器高得多。
- 簧片继电器自然由线圈从信号路径隔离;固态继电器不是，因此必须将隔离的驱动器结合到继电器中。
- 固态继电器比簧片继电器工作速度更快、频率更高。
- 固态继电器具有更高的额定功率。
- 通常，簧片继电器的表现得比固态继电器更像是完美的开关，因为它们使用机械触点。
MEMS开关
MEMS交换机仍然很大程度上是作为继电器的一般用途的开发阶段。MEMS开关在硅基板上制造，其中三维结构是微机械的（使用半导体处理技术）以产生继电器开关触点。然后，接触可以使用磁场或静电场偏转。
关于MEMS开关的前景已经写了很多，特别是在射频开关方面，但在写这篇文章时，商业上可行的可用量非常有限。技术上的挑战已经导致许多涉及MEMS的供应商失败，要么停止交易，要么关闭他们的项目。
像簧片继电器一样，可以制造MEMS，使得开关部分是气密密封的（在陶瓷包装或硅水平中），这通常导致低信号电平的一致开关特性。然而，MEMS开关具有小的接触区域和低操作力，其经常导致部分焊接问题和非常有限的热切换容量。
MEMS继电器的最大优势——如果它们能变得可靠的话——是它们的低运行功率和快速响应。例如，移动电话的接收/发送开关一直是MEMS开发人员的目标。
然而，在目前的发展阶段，它们似乎不太可能与簧片继电器在普通市场上竞争，因为开发人员专注于高价值的利基机会和军事应用。
簧片继电器的未来
近年来，人们一直在不断地寻求进一步的小型化。更小的部件需要更复杂的方法，包括激光，来创造簧片开关胶囊的玻璃-金属密封。激光有时也被用来通过轻微弯曲开关叶片来改变触点间隙的大小来调整簧片开关的灵敏度。接触电镀材料和方法也发生了变化，特别是在材料的洁净度、纯度和减少微观外来颗粒或有机污染方面，导致了极低水平的性能。
由于具有控制卷绕线的受控层状的先进的线圈绕组技术，簧片继电器工作线圈也变得更小，更有效。在皮卡化电子的继电器的情况下，线圈绕组筒管也被分配，以便以前的封装尺寸减少。虽然簧片继电器是一种相对成熟的技术，但这些进化将来会持续下去。
多种方式的簧片继电器是一个近乎完美的开关元件，具有简单的金属路径。精心设计和正确使用的部分将提供漫长而可靠的生活。芦苇继电器肯定会发生多年。
参考
- Dale, G。,”什么是芦苇继电器？”EE-Evaluation工程，2016年4月，p。18。
