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帶微處理器的繼電器將會迅速發展

發布時間:2008-09-26 來源:中國電子元件行業協會

機遇與挑戰:

  • 新工藝、新技術的發展對繼電器技術的發展起到促進作用
  • 微電子技術、電子計算機技術、現代通訊技術、光電子技術以及空間技術的飛速發展,對繼電器技術提出了新的要求

繼電器的發展方向:

  • 小型化和片狀化
  • 組合化和多功能化
  • 全固體化
  • 高可靠性

隨著微型和片式化技術的提高。繼電器將向二維、三維尺寸只有幾毫米的微型和表面貼裝化方向發展;現在國際上有些廠家生產的繼電器,體積只有5~10年前的1/4~1/8。因為電子整機在減小體積時,需要高度不超過其它電子元件的更小的繼電器。

微電子技術、電子計算機技術、現代通訊技術、光電子技術以及空間技術的飛速發展,對繼電器技術提出了新的要求,新工藝、新技術的發展無疑對繼電器技術的發展起到促進作用。

微電子技術和超大規模IC的飛速發展對繼電器也提出了新的要求。第一是小型化和片狀化。如IC封裝的軍用TO-5(8.5×8.5×7.0mm)繼電器,它具有很高的抗振性,可使設備更加可靠;第二是組合化和多功能化,能與IC兼容、可內置放大器,要求靈敏度提高到微瓦級;第三是全固體化。固體繼電器靈敏度高,可防電磁干擾和射頻干擾。

通訊技術的發展對繼電器的發展具有深遠的意義。一方面是由于通訊技術的迅速發展使整個繼電器的應用增加。另一方面,由于光纖將是未來信息社會傳輸的主動脈,在光纖通訊、光傳感、光計算機、光信息處理技術的推動下將出現光纖繼電器、舌簧管光纖開關等新型繼電器。

光電子技術對于繼電器技術將產生巨大的促進作用,為實現光計算機的可靠運行,目前已試制出雙穩態繼電器。

為了提高航空、航天繼電器的可靠性,期望繼電器失效率應由目前的0.1PPM降至0.01PPM;載人空間站則要求達到0.001PPM。耐溫要達到200℃以上,耐振要求高于490m/s,同時應能承受2.32×10(4)C/Kg的α射線輻射。為滿足空間要求,必須加強可靠性研究,并建立專門的高可靠生產線。

新型特殊結構材料、新分子材料、高性能復合材料、光電子材料,還有吸氧磁性材料、感溫磁性材料、非晶體軟磁材料的發展對研制新型磁保持繼電器、溫度繼電器、電磁繼電器都具有重要的意義,并必將出現新原理、新效應的繼電器。

隨著微型和片式化技術的提高。繼電器將向二維、三維尺寸只有幾毫米的微型和表面貼裝化方向發展;現在國際上有些廠家生產的繼電器,體積只有5~10年前的1/4~1/8。因為電子整機在減小體積時,需要高度不超過其它電子元件的更小的繼電器。通訊設備廠家對密集型繼電器的需求更加熱切,日本FujitsuTakamisawa公司生產的一種BA系列超密集信號繼電器的大小只有14.9(W)×7.4(D)×9.7(H)mm,主要用于傳真機和調制解調器,能承受3kV的波動電壓。該公司推出的AS系列表面安裝繼電器的體積僅為14(W)×9(D)×6.5(H)mm。

在功率繼電器領域尤其需要安全可靠的繼電器,如高絕緣性繼電器。日本FujitsuTaKamisawa推出的JV系列功率繼電器內含五個放大器,采用高絕緣性小截面設計,尺寸為17.5(W)×10(D)×12.5(H)mm。由于機芯和外緣之間采用強化絕緣系統,其絕緣性能達到5kV。日本NEC推出的MR82系列功率繼電器的功耗只有200mW。

在繼電器內部裝入各種放大、延時、消觸點抖動、滅弧、遙控、組合邏輯等電路可使其具有更多的功能。隨著SOP技術(SmallOutlinePackage)的突破,生產廠家有可能把越來越多的功能集成到一起。而繼電器與微處理器的組合將具備更廣泛的專門控制功能,從而實現高智能化。

新技術的成群崛起,將促進不同原理、不同性能、不同結構和用途的各類繼電器競相發展。在科技進步、需求牽引以及敏感、功能材料發展的推動下,特種繼電器,如溫度、射頻、高壓、高絕緣、低熱電勢以及非電量控制等繼電器的性能將日臻完善。

電磁繼電器(EMR)從最初使用電話繼電器算起,至今已有150多年的歷史了。伴隨著電子工業的發展,特別是20世紀70年代初期光耦合技術的突破,使固態繼電器(SSR,亦稱電子繼電器)異軍突起。同傳統繼電器相比,它具有壽命長、結構簡單、重量輕、性能可靠等優點。固態繼電器沒有機械開關,而且具有諸如與微處理器高度兼容、速度快、抗沖擊、耐振、低漏電等重要特性。同時,由于這種產品沒有機械接點,不產生電磁噪聲,從而不需要附加諸如電阻和電容等元件來保持靜音。而傳統繼電器則需要這些附加元件,因此,傳統繼電器往往笨重而復雜,且成本較高。

今后,小型密封繼電器市場開發的重點是與IC兼容的TO-5繼電器和1/2晶體罩繼電器。軍用繼電器將加速向工業/商業化轉移。美國軍用繼電器約占繼電器總額的20%。通用繼電器市場繼續向小型、薄型和塑封方向發展。小型印制板用繼電器仍將是通用繼電器市場發展的主流產品,固體繼電器將更趨廣泛,價格將繼續下降,并向高可靠、小體積、高抗浪涌電流沖擊和抗干擾性靠攏。舌簧繼電器市場將繼續擴大。表面安裝繼電器的應用領域和需求量將呈上升之勢。

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