IC先生网：磁性开关的工作原理及其应用详解

磁性开关包括两部分；磁铁和磁敏开关。这些类型的开关可以是 NO（常开）或 NC（常闭）。这些开关主要用于检测门窗的开启情况。因此，本文讨论了磁性开关的概述——与应用程序一起工作。

基本概念

用于在磁场内建立或断开接触的电气开关称为磁性开关。通常，如果有足够强的磁场，磁性开关功能将保持激活状态，一旦磁场移除，磁性开关功能将保持激活状态。磁性开关用于不可能或不希望通过开关直接接触移动元件的地方，例如在不稳定的环境中，浸没在液体中等。磁性开关符号如下所示。

这些开关封装在玻璃材料中，以保持磁场和组件的完整性。因此，这种材料还可以保护开关免受外部条件的影响。选择或设计开关时，有必要考虑这些参数，例如应用类型、电源要求、电路磁灵敏度和工作环境。

磁性开关的触点额定值是触点可以切换的最大功率（以瓦特为单位）。该开关的触点额定值是流过开关的开关电压和电流的乘积。

工作原理

磁性开关使用可移动的磁铁，这些开关用于许多应用，从电动汽车充电站到自动路灯。但它们是如何工作的？

磁性开关的基本原理是电磁铁（线圈）通电然后断电。当电流流过线圈时，它会产生一个磁场，吸引附近的其他磁铁。当线圈断电并且不再有电流流过时，磁场会崩溃并立即释放所有能量 - 就像在将橡皮筋拉紧一段时间后松开橡皮筋一样。

实际上，这意味着当您关闭电灯或电器等电子设备时，仍有一些电流流过其中的电线，其时间刚好足以让它们在一切完全停止之前释放储存的能量。如果没有得到保险丝或断路器的适当保护，这会释放出足够的热量（有时还会产生火花），从而导致计算机和电视等精密电子设备出现问题。

这些开关不受水、油、冰、污垢等的影响。因此这些是柔性电气开关。这些开关的最佳示例是机电继电器、霍尔效应传感器和簧片开关。

主要类型

磁性开关分为簧片开关、霍尔效应开关和三端双向可控硅开关或晶体管开关三种类型。

簧片开关

簧片开关对磁场非常敏感并且可以定制。与其他类型的开关相比，这些开关的成本相当低。这些类型的开关通常用于限位或接近开关应用，如手机、家用电器门、安全警报、重型机械和车辆门。

簧片开关可在不同的磁动力下获得，以 AT（安培匝数）测量。这些开关可能会根据簧片的尺寸、邻近的环境因素和施加的磁场强度而有所不同。

霍尔效应开关

霍尔效应开关等半导体器件没有机械接触。因此，它们不太容易因机械冲击而破裂。这些开关通常用作电梯轿厢、工厂自动化设备、车辆等中使用的执行器内的限位开关。

这些开关提供额外的应用配置选项，因为它们具有单极或全极选项。全极设备可以注意到磁铁的南极或北极，而单极设备只能检测一个极。霍尔效应开关的磁灵敏度主要取决于施加的电流和产生的磁场类型。

晶体管开关

晶体管开关是最复杂的开关，因为它们包含额外的开关电路。三端双向可控硅开关主要设计用于交流电压系统中的电源控制和开关应用，而晶体管开关主要设计用于直流电压系统中的电源控制和开关应用。

这些类型的开关功能强大，因此非常适合更高电流的开关和更重载的应用。这些开关通常用于控制电机、继电器或其他类型的电感负载。晶体管或 Triac 开关的载流能力可以通过与霍尔效应或簧片开关结合使用来提高。

磁性开关电路

磁性开关电路如下图所示，可以用不同的电子元件构建，如磁性开关、3V 电池、470 欧姆电阻和 LED。电路连接如下图所示。这是一个两端开关，一旦磁铁进入开关的周围区域就会激活。

通常，这些开关有常开和常闭两种类型。常开磁铁开关是当周围区域没有磁铁时断开电路的开关，因此电路中没有电流。同样，当磁铁靠近开关时，电路将闭合；结果，电流流过打开负载的电路。

在上面的电路中，我们使用连接到LED的磁性开关来演示此开关的工作原理。

常闭磁性开关恰恰相反，因为该开关将在其周围区域没有磁铁的情况下关闭。因此，如果开关附近没有磁铁，则可以通过磁性开关传导电流并打开负载。一旦在开关附近放置了一块磁铁，它就会打开电路，然后负载就会被关闭。

在这个示例电路中，我们通常使用一个断开的开关，这样当磁铁在其周围区域时，LED 就会点亮。

这些开关通常处理超过 1Amp 的电流和 100V。该电路的工作原理是，对于一个NO（常开）开关，当没有磁铁时电路将关闭。当磁铁靠近电路周围区域时，电路将打开，LED 将打开。所以这种开关称为磁力驱动装置。

对于常闭 (NC) 开关，当没有磁铁时电子电路将打开，因此 LED 将点亮。当磁铁靠近电路的周围区域时，电路将被关闭，类负载 LED 将被关闭。

优点

磁性开关的优点包括以下内容：

这些开关简单、可靠并且具有启动功能。
由于低调设计，它们被集成到空间受限的环境中。
重量更轻，价格也不贵。
这些开关非常快速地打开/关闭。
接触电阻较小。
它的使用寿命更长。
较低的维护。
更难覆盖。
它具有高性能。
它们简单且运行可靠。
除了磁铁之外，不需要额外的组件来发挥其功能。
它可以切换交流和直流。
该开关可以在不使用任何电源的情况下无限期地在打开或关闭条件下由磁铁使用。
与光学开关一样，此开关的性能不会因污垢或灰尘而受到影响。

缺点

磁性开关的缺点包括以下内容：

它使用单独的磁铁来实现其功能。
如果磁铁距离开关部分超过几毫米，则无法正常工作。
该开关的玻璃外壳很容易损坏。
电弧可能发生在触点之间。
此开关可能会通过其他磁场意外打开。

主要应用

磁性开关应用包括以下内容。

该开关用于接通或断开磁场中的触点。因此，只要存在磁场，此开关就会激活，而当磁场移除时，开关就会停用。
这些开关有助于检测门窗的打开情况。
这些用于电池供电的应用
该开关用于测量磁场的大小。
通常用于转速表、防抱死制动系统等。
这些用于重型车辆，如道路施工设备和道路维护卡车，用于各种系统，如燃油油位指示器、安全开关、动力转向、点火系统、设备控制台等。
这些开关用于不同应用的控制台和仪表板。
由于其多功能性，这些类型的开关广泛用于地面交通应用。
这些用于私人巴士的安全系统、燃料系统和点火系统等。
这些开关有助于避免制冷门在运行时打开和关闭时浪费能源。

以上就是对磁性开关的概述——工作原理、优点、缺点及其应用。该开关包括由两个可移动、薄且磁激活的金属叶片形成的触点，否则在密封玻璃外壳中布置在常开 (NO) 位置的簧片。

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