随着便携式口袋电子设备的发展，功率消耗成为关键问题，如何设计出更高效能的电子产品将是目前厂商面临的主要挑战。常闭（B型）的干簧传感器和继电器在正常闭合状态消耗零功率。一个自锁干簧继电器在设置或重置触点状态会消耗很少功率；能效设计者对这一特性非常感兴趣。自锁干簧开关和传感器在类似情况下，使用一个永磁的简单运动来改变干簧触点的状态，从而无功率消耗。在一些关键不容出错的应用场合中，即使电源停止或消失了，触点也能保持正常动作。

MS系列干簧继电器

干簧技术在如下这些领域中得到广泛应用：

•    需要开关功能的电池供电设备；

•    当故障产生时闭合开关并消耗零功率的安全电路；

•    开关功能需要闭合很长时间且消耗零功率的应用；

•    开关功能闭合或开启都需要很长时间且消耗零功率的应用；

•    低毫伏偏置需求应用；

•    口袋电子设备；

•    电梯控制；

•    运输和储存环境；

•    开关功能需要运行在零功率或停电状态的场合；

•    安全和警报系统；

•    家用电器。

为了正确理解干簧技术的功能，需要了解如下四方面基础内容：

1.  常闭干簧传感器；

2.  常闭干簧继电器；

3.  自锁干簧开关/传感器；

4.  自锁干簧继电器。

A型干簧开关

干簧开关自然状态是常开条件状态，典型被称作单刀单掷（SPST），或A型。

两个干簧开关引线为磁铁，被密封在玻璃容器内。当常开干簧开关遇到磁场，触点将闭合。触点将在磁场环境维持时一直保持闭合。一旦磁场消失，触点将会打开。在闭合的时间将会消耗能量，从功耗角度要使其尽量小。

C型干簧开关

单刀双掷（SPDT）或C型

没有磁场时，公共触点和常闭触点保持接触连接状态。干簧开关在常闭状态消耗零功率。当出现磁场时，公共触点从常闭触点处移动到常开触点，干簧继电器100%消耗功率。一旦磁场消失，公共触点又回到常闭触点位置。

常闭（B型）干簧开关和传感器

由于A型开关自然状态是开启状态，我们需要采用一个永磁来保持干簧触点的闭合状态。偏磁磁性必须比正常开启条件下闭合触点的接通（或工作）mT级磁场强。

在这种情况下，磁的极性不重要。为了打开触点，永磁铁必须具有和偏置磁性强度大小接近、极性相反，或磁性强度更强。

常闭（B型）干簧继电器

有一些应用，干簧继电器触点需要闭合很长时间，只有故障发生时触点才打开。常闭（B型）干簧继电器最适合此应用。在闭合位置，线圈不消耗功率，这很适合应用于电量有限的电池供电设备。

当线圈加电，产生和偏置磁性相反的磁极，并且具有足够克服偏置磁场强度大小的磁强，将使得触点打开。

B型顺序

下图是B型干簧继电器的工作顺序。

第一步，选择干簧开关，磁强性能为接通4mT，释放2mT；

第二部，增加偏置磁场，磁强5mT，超过干簧开关的接通门限，触点将闭合，图中点1；

第三步，线圈加一个4mT的反向磁场，两个磁场的磁强叠加结果为1mT，磁强低于干簧开关的释放磁强，引起触点打开，图中点2所示；

第四步，线圈关闭，触点将闭合，因为磁强重新回到5mT。

加到B型继电器的线圈电压极性决定了线圈的磁极。电压极性由设计者决定并标识在继电器上。加相反的电压将使继电器出现故障，直到正确的电压出现为止。电压太高时，可以引起触点重闭合。一般来说，重闭合电压超过正常电压的50%。这意味着，在5V正常供电B型继电器上加7.5V电压将引起触点重闭合。

自锁干簧继电器/干簧传感器

自锁干簧继电器/干簧传感器有两种状态：未闭锁状态（或开启状态）和自锁状态（或闭合状态）。在每种状态下，均无功率消耗需要。

自锁产生于干簧开关接通和释放点之间的迟滞现象。如图所示，接通磁性越大，迟滞现象越大。迟滞现象越大，从设计者角度来说，确定自锁和非自锁磁性点就越容易。一个永磁需要用来偏置干簧开关，允许它工作在自锁模式。

自锁干簧继电器

一个自锁干簧继电器使用一个A型干簧开关和一个永磁相结合

在这种状态，干簧开关可以在常开状态或常闭状态。处于哪种状态依赖于上次遇到的磁场情况。如果是开启状态，当加入具有正确磁极的磁场脉冲时，触点将会改变为常闭状态。一旦脉冲磁场消失，干簧开关将保持闭合状态，直到另一个具有相反磁极的磁场脉冲加进来。当在这种闭合状态时，一直都没有功率消耗。

通常，2ms脉冲足够改变继电器触点状态。因此，当闭合和开启触点时，会产生热量，但该热量产生的热偏置电压足够小。

自锁和解锁顺序

为了更好理解自锁和解锁。选择一个干簧开关，触点闭合（接通）磁强点4mT ，触点打开（释放）磁强点等于或低于2mT。设置偏置磁场强度为3mT。我们顺序演示一个全周期工作过程。接通和释放点保持固定值直线。

状态1：偏置磁场一直存在，3mT，触点开启；

状态2：加外部磁场（可以来自线圈或永磁铁），2mT，叠加磁场为5mT，超过4mT门限，触点闭合；

状态3：移走外部磁场，只留偏置磁场。磁强仍在释放点之上，于是，随着外部磁场移走，触点保持闭合；

状态4：加反向外部磁场，叠加磁场为1mT。低于释放门限，触点打开；

状态5：移走反向外部磁场，只留偏置磁场，触点保持在开启状态。

在这个例子中，我们可以自锁和解锁触点。上述完整周期说明，我们可以通过改变磁极方向来达到改变触点状态。可以使用两个线圈或改变单线圈的极性。如果是前者，成本增加；后者来说，则需要更多电路来改变极性。

使用自锁干簧开关

自锁干簧开关和上述情况一致，干簧开关用一个永磁铁进行偏置。但是，是使用另一种带有不同极性的永磁铁代替线圈。

当永磁铁移除时，触点保持闭合，一直闭合直到反向极性的永磁铁出现并接近偏置磁强。这和前面介绍的自锁干簧继电器类似。永磁铁不消耗任何电能。因此减少了用电、设计电路和时间电路的需求。干簧开关的状态不使用功率（不像霍尔传感器），严格依赖磁铁进入和离开影响区域的运动。和自锁干簧继电器类似，可以用一个或两个磁铁来改变触点状态。

使用一个磁铁：一旦一个永磁铁被移入并接近干簧开关，触点闭合。当永磁铁移出时，触点保持闭合。永磁铁接着需要旋转来颠倒极性。当磁铁再次移到接近干簧偏置磁性时，触点将被打开。使用两个磁铁：使用一个磁铁靠近一个方向来闭合触点形成自锁，然后移出时解锁。磁性相反的磁铁随后从另一个方向接近，开启触点。

自锁干簧开关可以使一个磁性系统达到极好的平衡，尤其当附近有其它铁磁材料时。一个采用自锁干簧开关的应用毫无疑问将成为最好的设计选择。

总结

当触点会在闭合状态保持很长时间，功耗也是一个考虑因素时，使用B型干簧传感器或干簧继电器可能是最好的解决方案。随着低功率部件的需求与日增多时，无论是在开启或闭合状态时，自锁干簧开关或自锁干簧继电器将是最好的选择。另外，当释放触点不需要消耗功率时，自锁常闭干簧开关是最好的选择。Standex-Meder为用户提供了多款自锁干簧继电器解决方案，包括MK03圆柱系列、MK04螺丝安装系列、MK24 J型引脚系列等。