par Kevin Mallett, spécialiste technique , Pickering Electronics.
La commutation à chaud décrit le processus lorsqu’un courant de charge est présent lors de la commutation. Lorsque le courant est faible, l’usure de la surface de contact peut être insignifiante et plus de 10 milliards d’opérations peuvent être attendues d’un relais de qualité instrumentation de bonne qualité, avec peu de changement dans la résistance de contact. Cependant, à mesure que les niveaux de tension et de courant du signal augmentent, la puissance globale commutée augmente et un arc peut se produire. Des étincelles se produisent entre les deux lames de contact et de petites zones du placage de la surface de contact peuvent commencer à fondre.
Lorsque les niveaux de tension et de courant du signal approchent des valeurs nominales maximales de l’appareil, davantage de dommages de surface peuvent commencer à se produire. Avec un fonctionnement continu, ces dommages augmentent les irrégularités sur la surface de contact et la résistance de contact peut augmenter. Cependant, en fonction de la charge et de la qualité du relais, des dizaines de millions d’opérations peuvent encore être nécessaires avant que cela n’affecte les performances du relais dans l’application donnée.
Lorsque le produit de la tension et du courant commuté dépasse les valeurs nominales maximales de l’appareil, un matériau de placage important fondra, provoquant la fermeture des contacts, de sorte que le relais ne s’ouvre pas lorsqu’il est éteint.
Les effets néfastes de la commutation à chaud peuvent être évités, augmentant considérablement la durée de vie opérationnelle d’un relais Reed, si l’application permet la commutation à froid du signal. La commutation à froid se produit lorsqu’il n’y a pas de signal présent sur le contact ouvert lorsque l’interrupteur fonctionne. Le signal n’est appliqué qu’une fois l’interrupteur fermé et réglé. Cela supprime l’effet d’arc que des charges de puissance plus élevées peuvent produire et les dommages associés que cela peut causer au placage de la surface de contact.
Avec ce type de fonctionnement, l’espérance de vie peut être similaire à une commutation de bas niveau, supérieure à dix milliards d’opérations. La seule spécification pertinente est le courant de transport continu, qui est généralement deux à trois fois supérieur au courant nominal commuté.
Le facteur limitant est la puissance générée à travers le contact et la chaleur qu’il génère. Un chauffage excessif peut endommager le placage de contact, ou même amener les lames de l’interrupteur à atteindre le point de Curie du nickel/fer qui est la température à laquelle elles perdront leurs propriétés magnétiques et le contact s’ouvrira. Au fur et à mesure que les contacts refroidissent, les propriétés magnétiques reviennent et les contacts commutent à chaud le courant élevé causant des dommages excessifs.
Dans de nombreuses applications, un courant de transport élevé peut n’être requis que pendant une très courte période.
Le temps d’arrêt permet au contact de se refroidir entre les temps de marche. Plus le temps d’arrêt est long, plus la valeur de l’impulsion de courant qui le traverse peut être élevée. Il faut veiller à ce que le temps de marche ne dépasse pas le temps nécessaire au contact pour chauffer à des niveaux dommageables, comme décrit. Une impulsion de 10 ms et un temps d’arrêt de 100 ms donnent un rapport cyclique de 10 %. Des niveaux de courant cinq fois supérieurs à la spécification de courant de transport continu peuvent alors être atteints sans pratiquement aucune usure des surfaces de contact.
Lorsqu’il est utilisé correctement, un relais Reed est très souvent la meilleure option pour de nombreuses applications, mais il est important de prendre en compte la commutation chaud et froid et toutes les conditions d’appel capacitif pour obtenir des performances optimales. Pickering Electronics, fabricant de relais de haute qualité de qualité instrumentation pour une large gamme d’applications, est plus qu’heureux de vous conseiller sur le produit le plus approprié pour une application donnée – qu’une commutation à chaud ou à froid soit requise.
