Table des matières
Qu'est-ce qu'un relais à 5 broches ?
Un relais à 5 broches est un dispositif de commande électronique à cinq broches, largement utilisé dans la commande de commutation de divers circuits électroniques. Les cinq broches correspondent à différentes connexions électriques, et la commande marche-arrêt du circuit est réalisée par le biais du principe électromagnétique.
1.Structure
Noyau de fer : En tant qu'élément central du système électromagnétique, il est responsable de la conduite et de la concentration des lignes de force magnétiques.
Système de contact : contient des contacts dynamiques et statiques, responsables de la commande marche-arrêt du circuit principal.
Bobine électromagnétique : génère une force électromagnétique après avoir été alimenté, et entraîne l'action du contact.
Boîtier : assure la protection mécanique et l'isolation électrique
2.Types
Selon la configuration des contacts, on peut distinguer
Type à contact unique : un ensemble de contacts normalement ouverts ou normalement fermés.
Type à double contact : comprenant deux séries de contacts normalement ouverts et normalement fermés.
Type multi-contact : convient à des scénarios de contrôle complexes.
Dans les applications pratiques, il est nécessaire de sélectionner le modèle de relais approprié en fonction des caractéristiques de la charge (courant/tension), des paramètres du signal de commande, de l'espace d'installation et d'autres facteurs. Des exigences particulières telles que la résistance aux vibrations et l'étanchéité doivent également être prises en compte pour des conditions de travail spéciales.
Explication du brochage et des fonctions des relais à 5 broches
Un relais à 5 broches comporte généralement cinq bornes étiquetées 30, 85, 86, 87et 87aChacun d'entre eux remplit une fonction électrique spécifique :
| Pin | Fonction | Connexion typique |
|---|---|---|
| 30 | Entrée de l'alimentation principaledirectement connecté à la batterie ou à l'alimentation à fusible | Alimentation principale du véhicule (+12V/24V) |
| 85 | Entrée d'alimentation du circuit de commandereçoit le signal d'un commutateur ou d'un module de commande | Connecté à un commutateur de commande (par exemple, commutateur d'allumage, signal de l'ECU) |
| 86 | Masse du circuit de commandecomplète le circuit de la bobine avec la broche 85 | Connecté à la masse du véhicule (châssis) |
| 87 | Contact normalement fermé (NC)connectée à 30 lorsque le relais est hors tension, et s'ouvre lorsqu'il est sous tension | Connexion à une charge active par défaut |
| 87a | Contact normalement ouvert (NO)déconnecté de 30 lorsqu'il est hors tension, et se ferme lorsqu'il est sous tension | Se connecte à une charge qui ne s'active que lorsqu'elle est alimentée. |
Logique de fonctionnement
- État hors tension (bobine non alimentée) :
- 30 ↔ 87 fermé (NC)
- 30 ↔ 87a ouvert (NO)
- État d'excitation (85-86 alimentés, activés par bobine) :
- 30 ↔ 87 ouvre
- 30 ↔ 87a ferme
Cette conception permet au Relais à 5 broches d'effectuer commutation de circuits (par exemple, les phares, la commande du ventilateur), tout en soutenant également les activités de l'entreprise. commutation à double charge (par exemple, ventilateurs à haute/basse vitesse, moteur en avant/en arrière, etc.)
Avantages et inconvénients des relais à 5 broches
1. les principaux avantages
- Capacité de contrôle multi-circuits
- Peut contrôler simultanément plusieurs circuits indépendants pour des opérations de commutation complexes
- Prend en charge les configurations de contact normalement ouvert (NO) et normalement fermé (NC)
- Capacité de charge élevée
- Capacité de charge typique : 10-40A, adapté aux appareils de grande puissance
- Compatible avec différents niveaux de tension (12V/24V/220V AC/DC)
- Large éventail d'applications
- Systèmes de contrôle de l'automatisation industrielle
- Électronique automobile (par exemple, phares, ventilateurs de refroidissement)
- Contrôle des appareils domestiques intelligents
- Équipement de protection du système électrique
2. les principaux inconvénients
- Complexité accrue du câblage
- Nécessite l'identification correcte des 5 bornes (30/85/86/87/87a)
- Un câblage incorrect peut entraîner une défaillance du relais ou endommager l'équipement.
- Il est souvent nécessaire de se référer à des schémas de câblage
- Considérations sur les coûts
- Le coût unitaire est 2 à 5 fois plus élevé que celui des interrupteurs simples.
- Frais de câblage supplémentaires pour l'intégration du système
- Prix nettement plus élevé pour les modèles à courant élevé
- Autres limitations
- Les contacts mécaniques ont une durée de vie limitée (~100 000 opérations).
- Génère des interférences électromagnétiques lors de la commutation
- Plus encombrants que les relais à semi-conducteurs
3.Utilisation Recommandations
Idéal pour contrôler de manière fiable des charges de puissance moyenne à élevée. Pour les applications de contrôle simple de faible puissance, des solutions plus économiques peuvent être préférables. Pour une installation professionnelle, il convient d'utiliser des bornes clairement identifiées et correctement isolées.
Principe de fonctionnement d'un relais à 5 broches
Un relais à 5 broches fonctionne par commutation électromagnétique, selon la séquence suivante :
- État par défaut (hors tension)
- L'armature interne du relais est maintenue par un ressort.
- La borne 30 est reliée à la borne 87 (circuit normalement fermé)
- La borne 30 se déconnecte de 87a (circuit normalement ouvert)
- Activation (bobine excitée)
- Lorsque l'alimentation est appliquée aux broches 85 (+) and 86 (-):
- La bobine de l'électroaimant génère un champ magnétique
- La force magnétique surmonte la tension du ressort
- L'armature se déplace physiquement, ce qui provoque :
- 30 se déconnecte de 87 (le circuit NC s'ouvre)
- 30 se connecte à 87a (Le circuit NO se ferme)
- Désactivation (bobine hors tension)
- Lorsque la bobine n'est plus alimentée en électricité :
- Le champ magnétique s'effondre instantanément
- Le ressort ramène l'armature à sa position par défaut
- Tous les contacts reviennent à leur état initial
Caractéristiques principales :
- Commutation rapide: Temps de réponse typique 5-15ms
- Clic audible: Le mouvement mécanique produit un son caractéristique
- Contrôle isolé: Le circuit de la bobine à faible puissance (typiquement 12V/24V DC) contrôle le circuit de la charge à forte puissance (jusqu'à 40A).
Guide de connexion des relais à 5 broches (procédure d'installation sécurisée)
1. Préparation à la sécurité
- Isolation de la puissance: Vérifiez que toutes les sources d'alimentation sont déconnectées à l'aide d'un multimètre.
- Préparation des outils: Préparer les outils isolés (lampe de test 12V, pince à dénuder)
- Inspection des relais: Vérifier les spécifications du relais (tension/courant de la bobine, valeur nominale du contact).
2.Procédure de câblage standard
| Point de connexion | Spécification de câblage |
|---|---|
| Broche 30 | Connect to fused power source (max current ≤ relay rating) |
| Broche 85 | Lien avec la sortie de l'interrupteur de contrôle (déclenchement positif) |
| Broche 86 | Route to reliable ground point (resistance <0.5Ω) |
| Broche 87 | Câble vers le dispositif de charge NC (Normalement Fermé) |
| Broche 87a | Connexion à un dispositif de charge NO (Normalement Ouvert) |
3.Mesures de protection renforcée
- Protection contre les surintensités: Installer un fusible à action rapide (125% du courant de charge) sur la broche 30.
- Suppression de la tension: Ajouter une diode flyback (1N4007) entre les broches de la bobine (85-86).
- Protection des contacts: Parallel RC snubber circuit (100Ω + 0.1μF) for inductive loads
4.Vérification et essais
- Contrôle avant mise sous tension:
- Continuity test between 30-87 (should show 0Ω)
- Open circuit between 30-87a (should show ∞Ω)
- Test opérationnel:
- Appliquer la tension de commande (mesurer le courant de la bobine 40-100mA typique)
- Vérifier la transition du contact (clic audible dans les 20 ms)
- Mesure du courant de charge (doit correspondre aux spécifications de l'appareil)
Conseils professionnels :
- Pour les applications automobiles : Utiliser une embase de relais avec un indice de protection IP67
- Environnements à fortes vibrations :Appliquer du frein-filet sur les vis des bornes
- Systèmes critiques :Mise en place d'une configuration de relais redondante
Comment tester un relais à 5 broches
La méthode de mesure du bon ou du mauvais fonctionnement du relais à cinq broches comprend principalement les étapes suivantes :
1. Identifier les broches
Tout d'abord, vous devez identifier les deux broches de la bobine et les trois broches de contact du relais à cinq broches. Les broches de la bobine ont généralement une tension élevée (par exemple 12 ou 24 V), tandis que les broches de contact ont une tension relativement faible (de 0 à 5 V).
2.Mesure de la résistance de contact
En utilisant le réglage de la résistance d'un multimètre, mesurez la résistance de chaque contact par rapport aux autres contacts et à lui-même.Dans des circonstances normales, deux contacts doivent présenter une grande résistance entre eux, ce qui indique qu'ils ne forment pas un chemin. Si la résistance est faible, il peut y avoir un court-circuit. Dans le même temps, la résistance d'un seul contact doit également être élevée, sinon cela peut indiquer qu'il y a un court-circuit entre le contact et l'enveloppe du relais.
3.Détection de la tension de la bobine
Détectez la tension entre les broches de la bobine en utilisant l'engrenage de tension du multimètre.Si une tension est détectée, la bobine est en bon état ; si aucune tension n'est détectée, cela peut signifier que la bobine est déconnectée.
4.Test fonctionnel
Si toutes les mesures ci-dessus sont conformes aux attentes, le relais peut être connecté au circuit pour des essais fonctionnels supplémentaires afin de vérifier s'il peut engager et relâcher correctement les contacts.
Veuillez prêter attention aux points suivants lors de la mesure :
Veillez à ce que la mesure soit effectuée hors tension afin d'éviter tout risque d'électrocution.
Gardez les deux mains et la sonde du multimètre isolées des parties métalliques du relais pendant la mesure.
Si des conditions anormales sont constatées, telles qu'une valeur de résistance anormale, l'absence de tension, etc., le relais ou les circuits connexes doivent faire l'objet d'un contrôle plus approfondi.
Applications des relais à 5 broches dans les PCBA Conception
1. Considérations relatives à la présentation
- Placement stratégique:
- Positionner près du bord de la carte pour faciliter l'entretien
- Distance minimale de 5 mm par rapport aux circuits analogiques sensibles
- Orientation parallèle aux circuits d'alimentation pour minimiser la surface de la boucle
- Gestion thermique:
- Éviter de placer l'appareil à proximité de composants générant de la chaleur
- Prévoir un relief en cuivre adéquat pour la dissipation de la puissance de la bobine.
2.Interconnexion électrique
- Acheminement des terminaux:
- Largeur de trace de 30-40 millimètres pour les chemins porteurs (10A+)
- Couches de routage séparées pour les courants forts (>5A) et les signaux
- Mise en place d'une mise à la terre en étoile pour les terminaux des bobines/commandes
- Circuits de protection:
- Diodes TVS pour la commutation de charges inductives
- Suppression de l'ARC pour les contacts (réseaux RC/MOV)
3.Mise en œuvre du circuit de commande
| Type de MCU | Solution pour les conducteurs | Gain actuel |
|---|---|---|
| STM32F1 | 2N7002 MOSFET | 20:1 |
| STM32H7 | ULN2003 Darlington | 50:1 |
| ESP32 | BSS138 FET de niveau logique | 15:1 |
Notes de conception:
- Include base/gate resistors (1-10kΩ)
- Implémenter des diodes flyback (1N4148 pour <500mA)
- Prévoir un découplage du circuit d'attaque (céramique 100nF)
4.Techniques d'atténuation des interférences électromagnétiques
- Solutions au niveau du conseil d'administration:
- Anneaux de protection autour de la bobine du relais
- Empilement de quatre couches avec plan de masse dédié
- Perles de ferrite sur les lignes d'alimentation des bobines
- Sélection des composants:
- Optez pour des modèles de relais scellés (série RT1)
- Préférer les contacts plaqués or pour une commutation à faible bruit
- Sélectionner les variantes à faible émission avec suppression intégrée
5.Méthodologie d'adaptation de la charge
Matrice de sélection:
| Paramètres | Norme industrielle | Qualité automobile | Qualité consommateur |
|---|---|---|---|
| Cote de contact | 10A@250VAC | 15A@14VDC | 5A@120VAC |
| Durée de vie mécanique | 100 000 opérations | 50 000 opérations | 10 000 opérations |
| Température de fonctionnement | -40°C~85°C | -40°C~125°C | 0°C~70°C |
Protocole de validation:
- Test de courant d'appel (10x nominal)
- Mesure du rebond de contact (<5ms)
- Imagerie thermique à 100 % du cycle de travail
Vérification de la conception:
- Perform HALT testing (85°C/85%RH)
- Effectuer des analyses de pré-conformité CEM
- Valider les prévisions de MTBF via MIL-HDBK-217F
Remarque : pour les conceptions à haute densité, envisagez des relais CMS (par exemple, série TQ2-L2) avec des empreintes compatibles. Effectuez toujours un examen de la conception pour la fabrication (DFM) avec votre assembleur de circuits imprimés.
5 Consignes de sécurité pour les relais à broches
1.Principes d'adaptation des paramètres électriques
- Compatibilité de tension:
- Strictly verify coil rated voltage (±10% tolerance)
- Spécifications standard : 12VDC/24VDC/220VAC
- Capacité actuelle:
- Le courant de contact ne doit pas dépasser la valeur nominale (un déclassement de 80 % est recommandé).
- Normes de référence :
- Charge résistive : 100% de la valeur nominale
- Charge inductive :50% de la valeur nominale
- Sélection du calibre des fils:Load CurrentMinimum CSARecommended AWG≤5A0.5mm²AWG205-10A1.0mm²AWG1810-20A2.5mm²AWG14
2.Normes d'installation
- Montage mécanique:
- Utiliser le montage sur rail DIN (conforme à la norme IEC60715)
- Installer des rondelles anti-vibration dans les environnements à fortes vibrations
- Isolation électrique:
- Maintain ≥6mm spacing between high/low voltage terminals
- Installer des manchons isolants sur les lignes à haute tension
- Gestion thermique:
- Provide ≥20mm clearance for heat dissipation
- Maintain ≥15mm spacing between multiple relays
3.Fonctionnement et entretien
- Éléments d'inspection périodique:
- Monthly: Contact resistance measurement (≤100mΩ)
- Quarterly: Coil insulation test (≥10MΩ)
- Annually: Mechanical operation test (operating force ≤1.5N)
- Procédure de traitement des défaillances:
3. Contrôle de l'environnement:
- Plage d'humidité : 20 %-85 %HR (sans condensation)
- Protection contre la poussière : IP40 ou supérieur
4.Procédures d'exploitation de la sécurité
- Séquence de mise hors tension:
- Déconnecter l'alimentation de la charge
- Vérifier la mise hors tension à l'aide d'un testeur de tension
- Installer la balise “Do Not Operate” ; (Ne pas faire fonctionner)
- Attendre 5 minutes (décharge de la charge capacitive)
- Précautions de démontage:
- Utiliser des outils sécurisés contre les décharges électrostatiques (ESD)
- Retirer les bornes de charge avant les bornes de contrôle
- Étiqueter tous les terminaux (recommander une documentation photographique)
5.Mesures de prévention des défaillances
- Protection des contacts:
- Charges DC : Diode de roue libre parallèle
- AC loads: Install RC snubber circuit (0.1μF+100Ω)
- Stratégies de prolongation de la vie:
- Éviter les commutations fréquentes (<10 opérations/minute)
- Pour les charges à courant élevé, il est recommandé d'utiliser un contacteur de pré-connexion.
Remarque : conformément aux normes UL508, les relais industriels doivent être remplacés à titre préventif toutes les 50 000 opérations ou tous les 3 ans (le premier des deux prévalant). Dans les systèmes d'alimentation critiques, une configuration redondante doit être mise en œuvre pour répondre aux exigences de fiabilité SIL2.
Relais à 5 broches Champ d'application
- Projets de domotique
Dans les projets domotiques, les relais à 5 broches sont couramment utilisés pour commuter des charges CA, par exemple pour contrôler l'allumage des lumières, des prises de courant et d'autres dispositifs. - Contrôle industriel
Dans le domaine du contrôle industriel, les relais à 5 broches sont utilisés pour contrôler le démarrage et l'arrêt de gros équipements ou de machines afin d'assurer le fonctionnement normal et la sécurité de l'équipement. - Électronique automobile
Dans l'électronique automobile, les relais à 5 broches sont utilisés pour contrôler les voyants lumineux, les lève-vitres, etc. afin d'améliorer la sécurité et le confort des véhicules. - Circuit de sécurité
Dans les circuits de sécurité, les relais à 5 broches sont utilisés pour déconnecter la charge de l'alimentation en cas de dysfonctionnement, assurant ainsi la sécurité du système.
FR 
EN 
PT 
AR 
DE 
ES