Inhaltsübersicht
Was ist ein 5-poliges Relais?
Ein 5-Pin-Relais ist ein elektronisches Steuergerät mit fünf Stiften, das in der Schaltsteuerung verschiedener elektronischer Schaltungen weit verbreitet ist. Die fünf Stifte entsprechen verschiedenen elektrischen Verbindungen, und die Ein-Aus-Steuerung des Stromkreises wird durch das elektromagnetische Prinzip realisiert.
1.Struktur
Eisenkern: Als Kernstück des elektromagnetischen Systems ist er für die Leitung und Bündelung der magnetischen Kraftlinien zuständig.
Kontaktsystem: enthält dynamische und statische Kontakte, die für die Ein-Aus-Steuerung des Hauptstromkreises verantwortlich sind.
Elektromagnetische Spule: erzeugt nach der Erregung eine elektromagnetische Kraft, die den Kontakt antreibt.
Gehäuse: bietet mechanischen Schutz und elektrische Isolierung
2.Typen
Je nach Kontaktkonfiguration kann unterschieden werden in
Einfacher Kontakttyp: eine Reihe von Schließern oder Öffnern.
Typ mit Doppelkontakt: mit zwei Sätzen von Kontakten (Schließer und Öffner).
Multi-Contact-Typ: geeignet für komplexe Kontrollszenarien.
Bei praktischen Anwendungen muss das geeignete Relaismodell entsprechend den Lastmerkmalen (Strom/Spannung), den Steuersignalparametern, dem Einbauraum und anderen Faktoren ausgewählt werden. Besondere Anforderungen wie Vibrationsfestigkeit und Dichtigkeit sollten bei speziellen Arbeitsbedingungen ebenfalls berücksichtigt werden.
Pinbelegung und Funktionen des 5-Pin-Relais erklärt
Ein 5-poliges Relais hat in der Regel fünf Anschlüsse mit der Bezeichnung 30, 85, 86, 87undgnale Pfade mit CAD-Software 87a, die jeweils eine bestimmte elektrische Funktion erfüllen, wie folgt:
| Pin | Funktion | Typische Verbindung |
|---|---|---|
| 30 | Hauptstromeingangdirekt an die Batterie oder die abgesicherte Stromversorgung angeschlossen | Fahrzeug-Hauptstromversorgung (+12V/24V) |
| 85 | Leistungsaufnahme des Steuerkreisesempfängt ein Signal von einem Schalter oder einem Steuermodul | Verbunden mit einem Steuerschalter (z. B. Zündschalter, ECU-Signal) |
| 86 | Masse des Steuerkreisesschließt den Spulenstromkreis mit Pin 85 | Verbunden mit der Fahrzeugmasse (Chassis) |
| 87 | Normalerweise geschlossener (NC) Kontakt, verbunden mit 30 wenn das Relais stromlos ist, und öffnet, wenn es erregt ist | Verbindet sich mit einer Standard-Aktivlast |
| 87a | Normalerweise offener (NO) Kontakt, abgekoppelt von 30 im stromlosen Zustand und schließt im stromführenden Zustand | Anschluss an eine Last, die nur aktiviert wird, wenn sie mit Strom versorgt wird |
Betriebslogik
- Entregter Zustand (Spule nicht gespeist):
- 30 ↔ 87 geschlossen (NC)
- 30 ↔ 87a offen (NO)
- Erregter Zustand (85-86 angetrieben, Spule aktiviert):
- 30 ↔ 87 öffnet
- 30 ↔ 87a schließt
Diese Konstruktion ermöglicht die 5-poliges Relais aufführen Schaltkreisumschaltung (z. B. Scheinwerfer, Gebläsesteuerung) und unterstützt gleichzeitig Zweilastschaltung (z. B. Ventilatoren mit hoher/niedriger Drehzahl, Motor vorwärts/rückwärts usw.).
Vorteile und Nachteile von 5-Pin-Relais
1. wichtige Vorteile
- Multi-Circuit-Kontrollfähigkeit
- Kann mehrere unabhängige Schaltkreise gleichzeitig für komplexe Schaltvorgänge steuern
- Unterstützt sowohl normal offene (NO) als auch normal geschlossene (NC) Kontaktkonfigurationen
- Hohe Tragfähigkeit
- Typische Belastbarkeit: 10-40A, geeignet für Geräte mit hoher Leistung
- Kompatibel mit verschiedenen Spannungsebenen (12V/24V/220V AC/DC)
- Breite Palette von Anwendungen
- Steuerungssysteme für die industrielle Automatisierung
- Automobilelektronik (z. B. Scheinwerfer, Kühlgebläse)
- Steuerung von Smart Home-Geräten
- Schutzeinrichtungen für Stromnetze
2) Hauptnachteile
- Höhere Verdrahtungskomplexität
- Erfordert die korrekte Identifizierung aller 5 Terminals (30/85/86/87/87a)
- Falsche Verdrahtung kann zu Relaisausfällen oder Geräteschäden führen.
- Erfordert oft die Verwendung von Schaltplänen
- Kostenüberlegungen
- Die Stückkosten sind 2-5 mal höher als bei einfachen Schaltern
- Zusätzlicher Verkabelungsaufwand für die Systemintegration
- Erheblich höherer Preis für Hochstrommodelle
- Andere Beschränkungen
- Mechanische Kontakte haben eine begrenzte Lebensdauer (~100.000 Betätigungen)
- Erzeugt elektromagnetische Störungen beim Schalten
- Sperriger als Solid-State-Relais
3.Verwendung Empfehlungen
Ideal für die zuverlässige Steuerung von Lasten mittlerer bis hoher Leistung. Für einfache Steuerungsanwendungen mit geringer Leistung sind möglicherweise wirtschaftlichere Lösungen vorzuziehen. Für eine professionelle Installation sollten deutlich gekennzeichnete Klemmen mit geeigneter Isolierung verwendet werden.
Funktionsprinzip eines 5-Pin-Relais
Ein 5-poliges Relais arbeitet durch elektromagnetische Schaltung in dieser Reihenfolge:
- Standardzustand (stromlos)
- Der interne Anker des Relais wird von einer Feder gehalten.
- Klemme 30 ist mit 87 verbunden (Normalerweise geschlossener Stromkreis)
- Klemme 30 trennt die Verbindung zu 87a (Normalerweise offener Stromkreis)
- Aktivierung (Spule erregt)
- Wenn Strom über die Stifte angelegt wird 85 (+) and 86 (-):
- Die Spule des Elektromagneten erzeugt ein Magnetfeld
- Die Magnetkraft überwindet die Federspannung
- Die Armatur bewegt sich physisch und verursacht:
- 30 Unterbrechungen von 87 (NC-Schaltung öffnet)
- 30 verbindet sich mit 87a (KEIN Stromkreis schließt sich)
- Deaktivierung (Spule stromlos)
- Wenn der Strom von der Spule getrennt wird:
- Das Magnetfeld bricht augenblicklich zusammen
- Die Feder bringt den Anker in die Ausgangsposition zurück
- Alle Kontakte kehren in ihren ursprünglichen Zustand zurück
Wesentliche Merkmale:
- Schnelles Umschalten: Typische Reaktionszeit 5-15ms
- Hörbarer Klick: Mechanische Bewegung erzeugt charakteristischen Klang
- Isolierte Kontrolle: Spulenstromkreis mit geringer Leistung (typischerweise 12V/24V DC) steuert Laststromkreis mit hoher Leistung (bis zu 40A)
Leitfaden für den Anschluss von 5-poligen Relais (Verfahren für eine sichere Installation)
1. Sicherheit Vorbereitung
- Isolierung der Stromversorgung: Prüfen Sie mit einem Multimeter, ob alle Stromquellen abgeschaltet sind.
- Vorbereitung der Werkzeuge: Isolierte Werkzeuge vorbereiten (12-V-Prüflicht, Abisolierzange)
- Relais-Inspektion: Relaisspezifikationen prüfen (Spulenspannung/Strom, Kontaktleistung)
2.Standard-Verdrahtungsverfahren
| Anschlussstelle | Spezifikation der Verdrahtung |
|---|---|
| Stift 30 | Connect to fused power source (max current ≤ relay rating) |
| Stift 85 | Verknüpfung mit Steuerschalterausgang (positiver Trigger) |
| Stift 86 | Route to reliable ground point (resistance <0.5Ω) |
| Stift 87 | Leitung zum NC (Normally Closed) Lastgerät |
| Stift 87a | Anschluss an NO (Normally Open) Lastgerät |
3.Erhöhte Schutzmaßnahmen
- Überstromschutz: Flinke Sicherung (125% des Laststroms) an Pin 30 installieren
- Spannungsunterdrückung: Fügen Sie eine Flyback-Diode (1N4007) zwischen die Spulenstifte (85-86) ein.
- Kontakt Schutz: Parallel RC snubber circuit (100Ω + 0.1μF) for inductive loads
4.Verifizierung & Prüfung
- Kontrolle vor dem Einschalten:
- Continuity test between 30-87 (should show 0Ω)
- Open circuit between 30-87a (should show ∞Ω)
- Operativer Test:
- Steuerspannung anlegen (Spulenstrom messen, typisch 40-100mA)
- Überprüfen des Kontaktübergangs (hörbares Klicken innerhalb von 20 ms)
- Laststrommessung (sollte den Gerätespezifikationen entsprechen)
Professionelle Tipps:
- Für Kfz-Anwendungen: Relaissockel mit Schutzart IP67 verwenden
- Umgebungen mit starken Vibrationen:Gewindesicherung auf die Klemmenschrauben auftragen
- Kritische Systeme:Implementierung einer redundanten Relais-Konfiguration
So testen Sie ein 5-poliges Relais
Das Verfahren zur Messung des Gut- oder Schlechtzustands des fünfpoligen Relais umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:
1. Identifizieren Sie die Stifte
Zunächst müssen Sie die zwei Spulenstifte und die drei Kontaktstifte des fünfpoligen Relais identifizieren. Die Spulenstifte haben in der Regel eine hohe Spannung (z. B. 12 oder 24 V), während die Kontaktstifte eine relativ niedrige Spannung haben (0-5 V).
2.Messung des Kontaktwiderstands
Messen Sie mit der Widerstandseinstellung eines Multimeters den Widerstand jedes Kontakts im Verhältnis zu den anderen Kontakten und zu sich selbst.Unter normalen Umständen sollte der Widerstand zwischen zwei Kontakten groß sein, was darauf hindeutet, dass sie keine Verbindung zueinander haben. Wenn der Widerstand niedrig ist, kann ein Kurzschluss vorliegen. Gleichzeitig sollte der Widerstand eines einzelnen Kontakts zu sich selbst ebenfalls groß sein, andernfalls kann dies darauf hindeuten, dass zwischen dem Kontakt und der Relaisschale ein Kurzschluss besteht.
3.Erkennung der Spulenspannung
Prüfen Sie die Spannung an den Spulenstiften mit dem Spannungsmessgerät des Multimeters.Wird eine Spannung festgestellt, ist die Spule in gutem Zustand; wird keine Spannung angezeigt, kann dies bedeuten, dass die Spule abgeklemmt ist.
4.Funktionsprüfung
Wenn alle oben genannten Messungen wie erwartet ausfallen, kann das Relais für weitere Funktionstests an den Stromkreis angeschlossen werden, um festzustellen, ob es die Kontakte ordnungsgemäß ein- und ausschalten kann.
Bitte beachten Sie bei der Messung die folgenden Punkte:
Stellen Sie sicher, dass die Messung im ausgeschalteten Zustand durchgeführt wird, um die Gefahr eines Stromschlags zu vermeiden.
Halten Sie während der Messung beide Hände und die Multimetersonde von den Metallteilen des Relais isoliert.
Wenn anormale Bedingungen festgestellt werden, wie z. B. ein anormaler Widerstandswert, keine Spannung usw., sollten das Relais oder die zugehörigen Schaltkreise weiter überprüft werden.
5-Pin-Relais Anwendungen in PCBA Gestaltung
1. Überlegungen zum Layout
- Strategische Platzierung:
- Positionierung in der Nähe der Kante der Platine für Wartungszwecke
- Mindestabstand von 5 mm zu empfindlichen analogen Schaltkreisen
- Ausrichtung parallel zu den Leiterbahnen zur Minimierung der Schleifenfläche
- Thermisches Management:
- Vermeiden Sie die Platzierung in der Nähe von wärmeerzeugenden Komponenten
- Angemessene Kupferentlastung für die Leistungsabgabe der Spule vorsehen
2.Elektrische Zusammenschaltung
- Terminal-Routing:
- 30-40mil Leiterbahnbreite für lasttragende Pfade (10A+)
- Getrennte Routing-Ebenen für hohe Ströme (>5A) und Signalebene
- Implementierung einer Sternpunkt-Erdung für Spulen-/Kommunalanschlüsse
- Schutzschaltungen:
- TVS-Dioden zum Schalten induktiver Lasten
- ARC-Unterdrückung für Kontakte (RC-Netzwerke/MOVs)
3.Implementierung der Treiberschaltung
| MCU-Typ | Treiber-Lösung | Aktueller Gewinn |
|---|---|---|
| STM32F1 | 2N7002 MOSFET | 20:1 |
| STM32H7 | ULN2003 Darlington | 50:1 |
| ESP32 | BSS138 Logik-Level-FET | 15:1 |
Hinweise zur Gestaltung:
- Include base/gate resistors (1-10kΩ)
- Flyback-Dioden einsetzen (1N4148 für <500mA)
- Treiber-IC-Entkopplung (100nF Keramik) vorsehen
4.EMI-Abschwächungstechniken
- Lösungen auf Vorstandsebene:
- Schutzringe um die Relaisspule
- Vierschichtiger Aufbau mit eigener Grundplatte
- Ferritperlen auf Spulenzuleitungen
- Auswahl der Komponenten:
- Entscheiden Sie sich für abgedichtete Relaismodelle (Serie RT1)
- Vergoldete Kontakte für geräuscharmes Schalten bevorzugen
- Wählen Sie Low-EMI-Varianten mit integrierter Entstörung
5.Methodik des Lastabgleichs
Auswahl-Matrix:
| Parameter | Industrieller Standard | Automobilklasse | Verbrauchergüteklasse |
|---|---|---|---|
| Kontakt Bewertung | 10A@250VAC | 15A@14VDC | 5A@120VAC |
| Mechanische Lebensdauer | 100.000 Einsätze | 50.000 Operationen | 10.000 Operationen |
| Betriebstemperatur | -40°C~85°C | -40°C~125°C | 0°C~70°C |
Validierungsprotokoll:
- Einschaltstromprüfung (10x nominal)
- Messung des Kontaktprellens (<5ms)
- Wärmebildtechnik bei 100 % Einschaltdauer
Entwurfsverifizierung:
- Perform HALT testing (85°C/85%RH)
- Durchführung von EMC-Scans im Vorfeld der Konformität
- Validierung der MTBF-Vorhersagen über MIL-HDBK-217F
Hinweis: Für Designs mit hoher Packungsdichte sollten Sie SMD-Relais-Alternativen (z. B. die Serie TQ2-L2) mit kompatiblen Footprints in Betracht ziehen. Führen Sie immer eine DFM-Prüfung (Design-for-Manufacturing) mit Ihrem Leiterplattenbestücker durch.
5 Sicherheitsrichtlinien für Stiftrelais
1.Grundsätze der Anpassung der elektrischen Parameter
- Spannungs-Kompatibilität:
- Strictly verify coil rated voltage (±10% tolerance)
- Standard-Spezifikationen: 12VDC/24VDC/220VAC
- Aktuelle Kapazität:
- Der Kontaktstrom darf den Nennwert nicht überschreiten (empfohlenes Derating von 80%)
- Referenznormen:
- Resistive Last: 100% Nennwert
- Induktive Last:50% Nennwert
- Auswahl des Kabelquerschnitts:Load CurrentMinimum CSARecommended AWG≤5A0.5mm²AWG205-10A1.0mm²AWG1810-20A2.5mm²AWG14
2.Einbau-Normen
- Mechanische Befestigung:
- Montage auf DIN-Schiene (IEC60715-konform)
- Installieren Sie Anti-Vibrationsscheiben in Umgebungen mit starken Vibrationen
- Elektrische Isolierung:
- Maintain ≥6mm spacing between high/low voltage terminals
- Anbringen von Isolierhülsen an Hochspannungsleitungen
- Thermisches Management:
- Provide ≥20mm clearance for heat dissipation
- Maintain ≥15mm spacing between multiple relays
3.Betrieb und Wartung
- Regelmäßige Inspektionen:
- Monthly: Contact resistance measurement (≤100mΩ)
- Quarterly: Coil insulation test (≥10MΩ)
- Annually: Mechanical operation test (operating force ≤1.5N)
- Verfahren zur Behandlung von Fehlern:
3. Umweltkontrolle:
- Luftfeuchtigkeitsbereich: 20%-85%RH (nicht kondensierend)
- Staubschutz: IP40 oder höher
4.Verfahren für den Sicherheitsbetrieb
- Ausschalt-Sequenz:
- Stromversorgung der Last unterbrechen
- Prüfen Sie die Spannungsfreiheit mit einem Spannungsprüfer
- Installieren Sie die Markierung “Nicht in Betrieb nehmen”.
- 5 Minuten warten (kapazitive Lastentladung)
- Vorsichtsmaßnahmen für die Demontage:
- ESD-sichere Werkzeuge verwenden
- Lastklemmen vor Steuerklemmen entfernen
- Alle Terminals beschriften (fotografische Dokumentation empfohlen)
5.Maßnahmen zur Fehlervermeidung
- Kontakt Schutz:
- DC-Lasten: Parallele Freilaufdiode
- AC loads: Install RC snubber circuit (0.1μF+100Ω)
- Strategien zur Lebensverlängerung:
- Vermeiden Sie häufiges Umschalten (<10 Vorgänge/Minute)
- Bei hohen Stromlasten wird ein Vorschaltschütz empfohlen
Hinweis: Gemäß den UL508-Normen sollten Industrierelais alle 50.000 Betätigungen oder 3 Jahre (je nachdem, was zuerst eintritt) präventiv ausgetauscht werden. In kritischen Stromversorgungssystemen sollte eine redundante Konfiguration implementiert werden, um die SIL2-Zuverlässigkeitsanforderungen zu erfüllen.
5-Pin-Relais Anwendungsbereich
- Projekte zur Hausautomatisierung
In Hausautomatisierungsprojekten werden 5-polige Relais üblicherweise zum Schalten von Wechselstromlasten verwendet, z. B. zum Steuern des Schaltens von Lampen, Steckdosen und anderen Geräten. - Industrielle Steuerung
In der industriellen Steuerungstechnik werden 5-polige Relais zur Steuerung des Starts und Stopps von großen Anlagen oder Maschinen verwendet, um den normalen Betrieb und die Sicherheit der Anlagen zu gewährleisten. - Kfz-Elektronik
In der Automobilelektronik werden 5-polige Relais zur Steuerung von Blinkleuchten, Scheibenhebern usw. verwendet, um die Sicherheit und den Komfort von Fahrzeugen zu verbessern. - Sicherheitskreislauf
In Sicherheitsschaltungen werden 5-polige Relais verwendet, um die Last im Falle einer Störung von der Stromversorgung zu trennen und so die Sicherheit des Systems zu gewährleisten.
DE 
EN 
PT 
AR 
FR 
ES