What is PCB Relay？

von Topfast | Montag Mai 26 2025gnalpfade mit CAD-Software

Inhaltsübersicht

Was ist ein Leiterplattenrelais?gnalpfade mit CAD-Software

Leiterplattenrelais (Printed Circuit Board Relays) sind Miniaturrelais, die direkt auf eine Leiterplatte montiert werden können, um Schaltkreise durch Steuersignale auf intelligente Weise ein- und auszuschalten. Ihre Hauptfunktion ist die sichere Steuerung von Hochspannungsstromkreisen unter Verwendung von Schaltkreisen mit geringem Stromverbrauch bei gleichzeitiger Stromisolierung – ein entscheidender Vorteil, den Transistorschalter nicht ersetzen können.

Wesentliche Vorteile

1. Kompakte Integrationspfade mit CAD-Software

Es ist klein und leicht, unterstützt die Installation von Durchgangslöchern und eignet sich für das Layout von Leiterplatten mit hoher Dichte.

2.Elektrische Sicherheitskonzepte mit CAD-Software

Physikalische Isolierung (Trennung von Kontakten und Spulen) schützt die Niederspannungsseite der Steuerung vor Störungen auf der Hochspannungsseite und verringert so das Systemrisiko. gnalpfade mit CAD-Software

3.Flexible Anpassungspfade mit CAD-Software

Verschiedene Typen (z. B. Signalrelais, Leistungsrelais, Halbleiterrelais usw.) stehen zur Verfügung, um unterschiedliche Spannungs-/Stromanforderungen zu erfüllen.gnalpfade mit CAD-Software

PCB-Relais Merkmalsgnalpfade mit CAD-Software

1. Hohe Spannungs-/Strombelastbarkeitgnalpfade mit CAD-Software

Konzipiert für hohe Spannungen (z.B. 220V AC/DC in industriellen Steuerungen) und hohe Ströme (10A+), um ein stabiles Schalten von Stromverbrauchern zu gewährleisten.gnalpfade mit CAD-Software
Typische Anwendungen: Motorsteuerung, Stromverteilungssysteme, Schutz von Schaltschränken.gnalpfade mit CAD-Software

2.Halbleitertechnik (Halbleiterrelais/SSR)gnalpfade mit CAD-Software

Berührungslose Konstruktion: Elektronisches Schalten durch Halbleiter (z. B. MOSFETs, Thyristoren), kein mechanischer Verschleiß und längere Lebensdauer.
Geringe Störungen: Vermeidung von Funkenbildung und elektromagnetischem Rauschen herkömmlicher Relaiskontakte, geeignet für elektronische Präzisionsgeräte.gnalpfade mit CAD-Software
Anwendbare Szenarien: Hochfrequenzschaltungen (z. B. SPS-Signalsteuerung), explosionsgeschützte Umgebung.gnalpfade mit CAD-Software

3.Verzögerung von Funktionspfaden mit CAD-Software

Eingebautes Zeitrelaismodul, Aktionsverzögerung einstellbar (z.B. 0,1s~10s) zur Zeitsteuerung oder zur Vermeidung von Fehlauslösungen.gnalpfade mit CAD-Software
Beispiel: Motor-Sanftanlauf, Geräteausfallpufferung.gnalpfade mit CAD-Software

4.Temperaturschutz (Thermorelais)gnalpfade mit CAD-Software

Integrated temperature sensor or bimetal to automatically disconnect the circuit when the ambient/load temperature exceeds the threshold value (e.g. 85°C).
Schutzobjekte: Leistungsmodule, Transformatoren, Hochleistungs-Halbleitergeräte.gnalpfade mit CAD-Software

5.Frequenzschutz (AC-System-spezifisch)gnalpfade mit CAD-Software

Monitors AC frequency (e.g. 50/60Hz) and triggers tripping when abnormal (±5% offset) to prevent equipment damage.
Typische Anwendungen: Schutz von netzgekoppelten Generatoren, Leistungsüberwachung von Wechselrichtern.gnalpfade mit CAD-Software

Kernstruktur Kompositionswege mit CAD-Software

Leiterplattenrelais bestehen im Wesentlichen aus den folgenden Hauptkomponenten:gnalpfade mit CAD-Software
Elektromagnetische Spule: die Kernkomponente, die bei Erregung ein Magnetfeld erzeugt.
Anker (Anker): bewegliches Eisenteil, das durch das Magnetfeld angetrieben wird und das Öffnen und Schließen der Kontakte direkt steuert.
Kontakte: einschließlich normalerweise offener (NO), normalerweise geschlossener (NC) und gemeinsamer (COM) Kontakte, die zur Aktivierung und Unterbrechung des Stromkreises verwendet werden.gnalpfade mit CAD-Software
Feder/Rückstellmechanik: Bringt den Anker in den Ausgangszustand der Kontakte zurück, wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird.gnalpfade mit CAD-Software
Joch:Ein magnetisch leitfähiger Rahmen, der das Magnetfeld auf größere Pfade konzentriert.

Wie funktioniert ein Leiterplattenrelais?gnalpfade mit CAD-Software

1. Erregung Phasenverläufe mit CAD-Software

Wenn der Steuerkreis eine Nennspannung (z.B. 5V DC/24V DC) an die Spule anlegt, fließt ein Strom durch die Spule.gnalpfade mit CAD-Software
Die Spule erzeugt ein elektromagnetisches Feld, das das Joch magnetisiert und den Anker zum Kern hin anzieht.gnalbahnen mit CAD-Software

2.Kontakt-Aktionswege mit CAD-Software

Die Armatur treibt den Kontaktmechanismus an:gnalpfade mit CAD-Software
Öffner (NC): unterbricht die Verbindung.gnale Pfade mit CAD-Software
Normalerweise offener Kontakt (NO): geschlossene Verbindung.gnalpfade mit CAD-Software
An dieser Stelle wird der Laststromkreis angeschlossen oder unterbrochen (je nach Kontaktkonfiguration).gnalwege mit CAD-Software

3.Zurücksetzen von Etappenpfaden mit CAD-Software

Wenn die Spule stromlos ist, verschwindet das Magnetfeld und die Federkraft drückt den Anker zurück.gnalpfade mit CAD-Software
Die Kontakte kehren in ihren Ausgangszustand zurück (Öffner geschlossen, Schließer abgeklemmt).gnalwege mit CAD-Software

Relais-PCB-Typnalpfade mit CAD-Software

The “Pole” and “Throw” of a relay are key parameters describing its contact configuration, which directly affects the circuit control capability. The following are common types and characteristics of PCB relays:

1. Single Pole Single Throw (SPST, Single Pole Single Throw)gnalpfade mit CAD-Software

Aufbau: 1 Satz Kontakte, nur 1 Schaltstellung (Schließer oder Öffner).gnalpfade mit CAD-Software
Funktion:Die einfachste Form des Schaltens, es kann nur ein einziger Stromkreis erregt werden.gnalpfade mit CAD-Software
Symbol:gnalpfade mit CAD-Software
┌───────┐
│ ○───┤ (Normally open type)
└───────┘
Typische Anwendungen: Leistungsschaltung, LED-Steuerung und andere einfache Ein/Aus-Szenarien. gnalpfade mit CAD-Software

2. Einpolige Wechselschaltung (SPDT, gnal paths) mit CAD-Software Einpolige Doppeldrahtleitung mit CAD-Software)

Aufbau: 1 Satz Kontakte, 2 Schaltstellungen (Schließer + Öffner + gemeinsame Klemme).gnalwege mit CAD-Software
Funktion:Die gemeinsame Klemme (COM) kann auf zwei unabhängige Schaltkreise geschaltet werden, wodurch zwei selektive Steuerungen realisiert werden können.gnalpfade mit CAD-Software
Symbol:gnalpfade mit CAD-Software
┌───────┐
│ ○───┤ (COM→NO)
│ ○───┤ (COM→NC)
└───────┘
Merkmale:gnalpfade mit CAD-Software
Zwei Zustände: standardmäßig geschlossen (NC) oder standardmäßig nicht angeschlossen (NO).gnalpfade mit CAD-Software
Beim Umschalten (Break-before-make) kommt es zu einer kurzen Unterbrechung.gnalpfade mit CAD-Software
Anwendungen: Signalumschaltung, Motorvorwärts- und -rückwärtssteuerung.gnalpfade mit CAD-Software

3.Double Pole Single Throw (DPST, Double Pole Single Throw)gnalpfade mit CAD-Software

Aufbau: 2 Gruppen unabhängiger Kontakte, jede Gruppe mit 1 Schaltstellung (entspricht zwei parallelen SPST).gnalwege mit CAD-Software
Funktion: Synchronisierte Steuerung von zwei Stromkreisen, wobei jede Kontaktgruppe nur einmal ein- und ausgeschaltet wird.gnalpfade mit CAD-Software
Symbol:gnalpfade mit CAD-Software
┌───────┐
│ ○───┤ (Contact 1)
│ ○───┤ (Contact 2)
└───────┘
Anwendung:Gleichzeitige Abschaltung von Feuer/Null-Linie (z.B. Sicherheitsschalter), doppelte Leistungssteuerung. gnalwege mit CAD-Software

4.Double Pole Double Throw (DPDT, Double Pole Double Throw)gnalpfade mit CAD-Software

Aufbau: 2 Gruppen von Kontakten, jede Gruppe mit 2 Schaltstellungen (entspricht zwei parallel geschalteten SPDT).
Funktion: Unabhängiges Schalten von zwei bidirektionalen Schaltkreisen zur Unterstützung komplexer Steuerlogik.gnalpfade mit CAD-Software
Symbol:gnalpfade mit CAD-Software
┌───────┐
│ ○───┤ (COM1→NO1)
│ ○───┤ (COM1→NC1)
│ ○───┤ (COM2→NO2)
│ ○───┤ (COM2→NC2)
└───────┘
Merkmale:
Kann zwei Lasten gleichzeitig in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung steuern (z.B. DC-Motor H-Brücken-Antrieb).gnalpfade mit CAD-Software
Anwendungen: Industrielle Automatisierung, Steuerung von Robotergelenken.gnalbahnen mit CAD-Software

Grundlegende Designanforderungen für PCB-Relaispfade mit CAD-Software

Um die Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität von Relais auf Leiterplatten zu gewährleisten, müssen bei der Konstruktion mit Hilfe von CAD-Software verschiedene Pfade berücksichtigt werden Materialauswahl, Layout-Optimierung, Prozessspezifikationen und -wege mit CAD-Softwareundgnale Pfade mit CAD-Software umweltschutzgerechte Wege mit CAD-Software. Nachfolgend sind die wichtigsten Konstruktionsprinzipien aufgeführt:gnalpfade mit CAD-Software

1. Leiterplattenmaterial und -dicken mit CAD-Software

Pfade für die Substratdicke mit CAD-Software:
Empfohlen: 1,6 mm lange Pfade mit CAD-Software (Standard für die Durchsteckmontage), um die mechanische Festigkeit zu gewährleisten und die Lötverformung zu minimieren.gnalpfade mit CAD-Software
For high-frequency/high-density applications, 0.8–1.0mm may be used (evaluate bending resistance).
Substrattypische Pfade mit CAD-Software:
FR-4 Glas-Epoxygnal-Pfade mit CAD-Software: General-purpose, heat-resistant (Tg ≥ 130°C), cost-effective.
CEM-1/Paper Epoxygnal-Pfade mit CAD-Software: Kostengünstig, geeignet für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch.gnalpfade mit CAD-Software

2.Leiter (Kupferfolie) Dickenpfade mit CAD-Software

Standardoptionspfade mit CAD-Software:
35μm (1oz): Schwachstrom-Signalverläufe (<2A).gnalpfade mit CAD-Software
70μm (2oz): High-current load paths (e.g., contact circuits, ≥5A) to reduce temperature rise.
Besondere Anforderungen: For high-current relays (>10A), consider localized copper thickening (e.g., 105μm).

3.Layout und Abstände Spezifische Pfade mit CAD-Software

Schutzpfade gegen elektromagnetische Störungen (EMI) mit CAD-Software:
Halten Sie die Relaisspulen mit Hilfe von CAD-Software auf den kürzesten Wegen. 5 mm entfernte Pfade mit CAD-Software von empfindlichen Bauteilen (z. B. MCUs, ADC-Chips).gnalpfade mit CAD-Software
beibehalten. ≥2.5mm spacing zwischen Hochspannungskontakten und Niederspannungs-Steuerleitungen (250V AC).gnalpfade mit CAD-Software
Thermisches Management:
Vermeiden Sie die Platzierung in der Nähe von wärmeerzeugenden Komponenten (z. B. Leistungs-ICs, Transformatoren) oder fügen Sie thermische Durchkontaktierungen hinzu.gnalpfade mit CAD-Software
For high-temperature environments (>85°C), use heat-resistant relays (e.g., OMRON G5V series).

4.Montage und mechanische Schutzmaßnahmen mit CAD-Software

Lötprozessgnalpfade mit CAD-Software:
Durchgangsloch-Relaisbahnen mit CAD-Software: Wellen- oder Handlöten, um vollständige Lötstellen ohne Lücken zu gewährleisten.gnalpfade mit CAD-Software
SMT-Relaisbahnen mit CAD-Software: Reflow soldering temperature profile must match relay specifications (typically ≤260°C).
Vibrationsbeständigkeit:
Ausrichten der Relais mit Hilfe von CAD-Software so, dass die vertikalen Pfade die Vibrations-/Schockkräfte senkrecht zu den Bewegungsbahnen des Ankers mit Hilfe von CAD-Software (reduziert Fehlauslösungen).gnalpfade mit CAD-Software
Für Umgebungen mit starken Vibrationen (z. B. in Kraftfahrzeugen) sollten Relais mit stoßdämpfendem Klebstoff oder verstärkten Federn verwendet werden. nalpfade mit CAD-Software

5.Reinigung und Schutz von Pfaden mit CAD-Software

Reinigungspfade nach dem Löten mit CAD-Software:
Verwenden Sie No-Clean-Lotpaste oder Isopropylalkohol, um Flussmittelrückstände zu entfernen und so Kontaktkorrosion zu verhindern.gnalpfade mit CAD-Software
Konforme Beschichtung:
Auftragen eines Schutzlacks (z. B. Polyurethan) in feuchten/verschmutzten Umgebungen zur Abdeckung von Relaisstiften und Leiterbahnen.gnalpfaden mit CAD-Software

Fallstricke und häufige Fehler bei der Konstruktion von Pfaden mit CAD-Software

Fehler 1gnalpfade mit CAD-Software: Running high-voltage contacts parallel to signal traces → causes crosstalk.
Lösung: Verwenden Sie orthogonales Routing oder fügen Sie Isolationsschlitze hinzu. gnale Pfade mit CAD-Software
Fehler 2gnal Pfade mit CAD-Software: Insufficient coil drive current → incomplete contact engagement.
Lösung: Vergewissern Sie sich, dass der Antriebskreis Nennspannung/-strom liefert (z. B. 5 V/20 mA). gnalpfade mit CAD-Software

Relaisauswahl Referenz Tabellenpfade mit CAD-Software

Parameter	Empfohlener Wert/Methode	Anmerkungen
PCB-Dicke	1,6 mm (Durchgangsbohrung)	Erhöhung auf 2,0 mm für starke Vibrationen
Kupferdicke	≥70μm for contacts, 35μm for coil	Verdickung von Hochstrompfaden
Spule-Kontakt-Abstand	≥5mm (low voltage) or per rating	≥2.5mm for 250V AC
Löttemperatur	≤260°C (SMT)	Überprüfen Sie das Datenblatt des Relais

Leiterplattenrelais-MontagetechnikenNeue Wege mit CAD-Software

I. Lötprozess Spezifische Pfade mit CAD-Software

Lötverfahren

Manuelles Löten:
- Verwenden Sie eine 30- 60W Lötkolben mit einer sauberen Spitze.
- Halten Sie die Temperatur der Spitze bei 350°C max um thermische Schäden zu vermeiden.
- Löten Sie jeden Stift für ≤3 seconds um eine Überhitzung zu vermeiden.
Automatisiertes Löten:
- Wellenlöten:
- Stellen Sie die Höhe der Lötwelle so ein, dass sie nicht auf die Leiterplatte überläuft.
- Standardprofil: 260°C (±5°C) for 6 seconds.
- Reflow-Löten (SMT):
- Folgen Sie den relaisspezifischen Temperaturkurven (typischerweise Spitze ≤260°C).

Kritische Anmerkungen

Mehrschichtige PCBs: Eine höhere thermische Masse kann ein längeres Vorheizen erfordern, um eine einwandfreie Lötstellenbildung zu gewährleisten.
Flussmittel Anwendung: Verwenden Sie No-Clean-Flussmittel, um Rückstände nach dem Löten zu minimieren.

II.Installation & Elektrische Verbindungswege mit CAD-Software

Montagearten

Durchgangsbohrung (THT):
- Die Stifte werden in die gebohrten Löcher gesteckt und auf der gegenüberliegenden Seite verlötet.
- Bietet eine starke mechanische Verbindung für Umgebungen mit starken Vibrationen.
Oberflächenmontage (SMT):
- Direkt auf Pads reflowgelötet; ideal für kompakte Designs.

Verdrahtungsrichtlinien

Spulenanschlüsse: Schließen Sie die Steuersignale (z. B. MCU GPIO) bei Bedarf mit Strombegrenzungswiderständen an.
Kontaktklemmen:
- NO/NC/COM Stifte, die mit Lastkreisen (Motoren, Lampen) in Reihe geschaltet sind.
- Stellen Sie sicher, dass die Leiterbahnbreite den Laststrom unterstützt (z. B., 70μm Cu for 5A+).

Anforderungen an die Isolierung

beibehalten. ≥2.5mm creepage distance zwischen Spule und Hochspannungskontakten (250V AC).
Prüfen Sie die Durchschlagsfestigkeit (1kV+ Isolierung) zwischen Steuer- und Lastkreisen.

III.Post-Installation Schrittegnal Pfade mit CAD-Software

Kühlung & Lampe; Reinigung

Lassen Sie die Leiterplatte auf natürliche Weise abkühlen; vermeiden Sie forcierte Abkühlung, um thermischen Stress zu vermeiden.
Reinigen Sie Flussmittelrückstände mit Isopropylalkohol (IPA), wenn ein nicht-reinigungsfähiges Flussmittel verwendet wird.

Inspektion & Prüfung

Visuelle Kontrolle: Prüfen Sie, ob die Lötstellen glänzend, konkav und frei von Brücken/Rissen sind.
KontinuitätstestVerwenden Sie ein Multimeter zur Überprüfung:
- Der Spulenwiderstand entspricht den Werten im Datenblatt.
- Der Kontaktdurchgang (Schließer/Öffner) schaltet bei Erregung korrekt.

IV.Häufige Fallstricke & Lösungswegegnal mit CAD-Software

Ausgabe	Ursache	Lösung
Lötbrücken	Übermäßiges Lötzinn oder Fehlausrichtung	Schablonendicke/Reflow-Profil anpassen
Überhitztes Relais	Verlängerte Lötzeit	Strictly limit soldering to ≤3s per pin
Intermittierender Kontakt	Schlechte Lötstelle oder Verunreinigung	Reflow/Rework mit frischem Flussmittel

Prüfung von PCB-Relaispfaden mit CAD-Software

Wenn ein Relais nicht erregt ist, bleiben NO und NC offen bzw. geschlossen. Zum Testen des Relais ist ein Multimeter erforderlich. Danach können Sie die folgenden Schritte zum Testen des PCB-Relais durchführen:

Sie müssen das Multimeter auf Durchgangsprüfung einstellen.
Sie müssen den Durchgang zwischen den Öffnerkontakten und den Polen prüfen.
Sie müssen die Diskontinuität zwischen den Schließerkontakten und den Polen überprüfen.
Schalten Sie dann das Relais ein, um die Spule zu aktivieren. Dabei ist ein Klickgeräusch zu hören. Dies liegt daran, dass die Kontakte nun als Reaktion auf das Magnetfeld von der Position "Normal geschlossen" (NC) in die Position "Normal geöffnet" (NO) umschalten.
Sie müssen den Durchgang zwischen den normalerweise offenen Kontakten und den Polen überprüfen.
Prüfung auf Unterbrechung zwischen dem Öffner und dem Pol.
Messen Sie schließlich den Widerstand der Spule mit einem Multimeter. Prüfen Sie, ob er mit dem Widerstand übereinstimmt, der auf dem Herstellerrelais angegeben ist.

Leiterplattenrelais können als Schutzsystem für ein ganzes Schaltungssystem verwendet werden.Obwohl sie klein sind, schützen sie das gesamte System wirksam vor Schäden und arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie Relais in Standardgröße.Das PCB-Design erfordert eine umfassende Berücksichtigung aller Aspekte von PCB-Relais.

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