A Reed-relais werkt door een elektromagnetische spoel te gebruiken om een magnetisch veld te creëren dat twee dunne ferromagnetische rietbladen naar elkaar toe trekt in een afgesloten glazen buis, waardoor een elektrisch circuit wordt gesloten. Wanneer er stroom door de spoel vloeit, magnetiseert de magnetische flux de overlappende uiteinden van de tongen met tegengestelde polariteit, waardoor ze elkaar aantrekken en elkaar raken. Wanneer de spoelstroom wordt verwijderd, trekt de natuurlijke veerspanning van de rietbladen de contacten uit elkaar, waardoor het circuit wordt geopend. Deze hele cyclus vindt meestal plaats in minder dan 1 milliseconde Daarom worden reedrelais veel gebruikt waar snel en nauwkeurig schakelen vereist is.
In tegenstelling tot traditionele elektromechanische relais die afhankelijk zijn van een afzonderlijk anker- en contactsamenstel, combineert het reed-relais de magnetische actuator en het schakelcontact in één enkel afgedicht onderdeel. Deze eenvoudigere mechanische structuur is de belangrijkste reden dat reed-relais een langere levensduur, minder contactverspringing en consistentere prestaties gedurende miljoenen schakelcycli bieden.
De fysieke structuur achter de schakelactie
Om het werkingsprincipe volledig te begrijpen, helpt het om te kijken naar wat zich feitelijk in het apparaat bevindt. Een standaard reedrelais is opgebouwd uit drie functionele hoofdonderdelen die samenwerken.
| Onderdeel | Functie |
| Glazen envelop | Hermetisch afgesloten buis gevuld met inert gas (of vacuüm) om de contacten te beschermen tegen oxidatie, stof en vocht |
| Riet bladen | Twee overlappende ferromagnetische strips, verguld of gerhodineerd op het contactpunt, die zowel als veer als schakelcontact fungeren |
| Spoelwikkeling | Koperdraad gewikkeld rond de glazen capsule; genereert het magnetische veld dat het riet aandrijft |
| Spoel en behuizing | Houdt de spoel en de glascapsule in een vaste positie, zorgt voor isolatie en terminalverbindingen |
Omdat de contacten permanent zijn afgedicht in inert gas, a Reed-relais is grotendeels immuun voor de contactcorrosie- en vervuilingsproblemen die de levensduur van open-frame elektromechanische relais verkorten.
Stapsgewijs overstapproces
De eigenlijke schakelvolgorde kan in vier fasen worden onderverdeeld, van spoelbekrachtiging tot contactvrijgave.
- Spoel bekrachtigd: er wordt spanning op de spoelaansluitingen gezet, de stroom begint door de koperen wikkeling te stromen
- Gegenereerd magnetisch veld: De stroom produceert een magnetische flux die door de glazen buis gaat en de overlappende rietpunten magnetiseert
- Contactsluiting: De gemagnetiseerde rietpunten trekken elkaar aan en buigen naar elkaar toe totdat ze elkaar fysiek raken, waardoor het circuit wordt voltooid
- Contactvrijgave: Wanneer de spoelstroom wordt verwijderd, verdwijnt de magnetische kracht en trekt de in het rietmateriaal ingebouwde veerspanning de contacten weer uit elkaar
Omdat de rieten zelf zowel voor de veerretourkracht als voor het elektrische contact zorgen, is er geen afzonderlijke mechanische verbinding die kan verslijten, wat de mechanische eenvoud en duurzaamheid van dit ontwerp verklaart.
Algemene contactconfiguraties
Reedrelais worden vervaardigd in een aantal standaard contactopstellingen, elk geschikt voor verschillende circuitvereisten.
| Configuratie | Ook bekend als | Gedrag |
| Vorm A | Normaal open (NEE) | De contacten blijven open totdat de spoel wordt bekrachtigd en sluiten vervolgens |
| Formulier B | Normaal gesloten (NC) | De contacten blijven gesloten totdat de spoel wordt bekrachtigd en gaan vervolgens open |
| Vorm C | Omschakeling (SPDT) | Maakt gebruik van drie tongen, zodat het circuit tussen twee paden schakelt |
Multi-contactversies die verschillende Form A-, Form B- of Form C-schakelaars in één pakket combineren, zijn ook gebruikelijk in test- en meetapparatuur waar veel onafhankelijke signaalpaden moeten worden bestuurd vanaf één enkele besturingskaart.
Belangrijkste elektrische en mechanische kenmerken
Volgens typische datasheets van reed-relais en IEC 61810-relaistestnormen vallen de prestatiecijfers binnen redelijk consistente bereiken in de hele industrie, wat handig is voor ingenieurs die componenten vergelijken.
| Parameter | Typische waarde |
| Bedien tijd | 0,3 ms tot 1 ms |
| Tijd vrijgeven | 0,1 ms tot 0,5 ms |
| Contactweerstand | Onder 150 milliohm (mΩ), aanvankelijk |
| Mechanische levensduur | Tot 1 miljard handelingen onder droge circuits en lage belasting |
| Schakelspanning | Tot 1000 V voor hoogspanningsvarianten |
| Isolatieweerstand | Groter dan 10^9 ohm tussen open contacten |
Deze cijfers zijn afkomstig van de standaard IEC 61810-1 elektromechanische relaistestmethodologie gecombineerd met gangbare rapportagepraktijken op datasheets in de industrie, en de werkelijke prestaties variëren afhankelijk van de spoelspanning, het belastingstype en de schakelfrequentie. Controleer dus de specifieke Reed-relais datasheet voor een toepassing wordt altijd aanbevolen.
Waarom Reed-relais sneller schakelen dan standaardrelais
Het snelheidsvoordeel komt rechtstreeks voort uit het hierboven beschreven werkingsprincipe. Omdat de rietbladen licht van gewicht zijn, een zeer korte verplaatsingsafstand in de glazen buis hebben en als hun eigen veer fungeren, is er veel minder massa om te verplaatsen vergeleken met het anker- en contactsamenstel dat wordt gebruikt in een conventioneel elektromechanisch relais. Minder massa gecombineerd met een kortere reisafstand betekent een snellere respons.
Contactstuiteren wordt ook verminderd omdat de afgedichte inerte gasomgeving voorkomt dat bijproducten van boogvorming de contactoppervlakken verstoren, en de gladde glas-op-metaalafdichting ervoor zorgt dat het riet elke cyclus langs een voorspelbaar pad beweegt. Deze voorspelbaarheid is één van de redenen waarom reed-relais de voorkeursschakelcomponent zijn in geautomatiseerde testapparatuur (ATE), waar duizenden signaalpaden moeten worden geschakeld met timingnauwkeurigheid op microsecondeniveau.
Typische toepassingen
De combinatie van snelheid, afgedichte contacten en kleine afmetingen maakt reed-relais geschikt voor verschillende industrieën.
- Geautomatiseerde testapparatuur en instrumentatie, voor het routeren van signalen op laag niveau tussen meetkanalen
- Telecommunicatieapparatuur, voor het schakelen van spraak- en datalijnen
- Medische apparaten, waarbij afgedichte contacten besmetting voorkomen en lange onderhoudsintervallen ondersteunen
- Beveiligings- en toegangscontrolesystemen, waarbij gebruik wordt gemaakt van magnetisch bediende reedschakelaars als sensoren
- Industriële bedieningspanelen, voor het isoleren van stuursignalen met lage stroomsterkte van circuits met een hoger vermogen
In elk van deze gevallen is de afgedichte, hermetische contactstructuur van de Reed-relais vermindert de onderhoudsvereisten vergeleken met relaistypes met open contact die in stoffige of vochtige omgevingen werken.
Reed-relais vergeleken met andere relaistypen
Het kiezen van het juiste relaistype hangt af van de schakelsnelheid, belastingsstroom en omgevingsomstandigheden van de toepassing.
| Functie | Riet relais | Elektromechanisch relais | Solid-state relais |
| Schakelsnelheid | Zeer snel (sub-milliseconde) | Langzamer (enkele milliseconden) | Snel, geen mechanische vertraging |
| Contacteer het leven | Hoog, tot miljarden cycli | Matig, beperkt door mechanische slijtage | Geen mechanische slijtage, maar beperkt door thermische belasting |
| Contactweerstand | Zeer laag | Laag | Hoger vanwege halfgeleiderovergang |
| Laad huidige capaciteit | Laag to moderate | Matig tot hoog | Matig tot hoog |
| Kosten | Matig | Laag | Hoger |
Voor toepassingen waarbij veelvuldig schakelen van signalen met lage stroomsterkte plaatsvindt waarbij snelheid en contactbetrouwbaarheid het belangrijkst zijn, biedt het reed-relais over het algemeen de beste balans tussen prestaties en kosten.
Het juiste reedrelais voor een toepassing selecteren
Bij het specificeren van een reedrelais verdienen een aantal parameters naast het basiswerkingsprincipe extra aandacht.
- Spoelspanning en -stroom, afgestemd op het aandrijfcircuit zonder de vermogensdissipatielimieten te overschrijden
- Contactwaarde, waardoor de maximale schakelspanning en -stroom binnen de limieten van het gegevensblad blijven om contactlassen te voorkomen
- Bedienings- en vrijgavetijd, vooral belangrijk voor snelle testschakeltoepassingen
- Pakketgrootte en montagestijl, of er nu een doorgaand gat, opbouwmontage of DIP-formaat nodig is voor de PCB-indeling
- Verwachte levensduur van de schakelingen, aangezien het gebruik van lage stroomsterkten in droge circuits de levensduur verlengt tot ver buiten de nominale ohmse belastingschakeling
Het volledige gegevensblad voor een specifiek exemplaar bekijken Reed-relais een model op basis van deze vijf parameters is de meest betrouwbare manier om te bevestigen dat het correct zal presteren gedurende de verwachte levensduur van het eindproduct.
