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超小型滑動開關(guān)的選擇及使用

發(fā)布時間:2024-05-07 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】我們曾經(jīng)制作過的第一個電路可能包含一個電池、一盞燈和一個開關(guān),閉合開關(guān)時,燈亮;斷開開關(guān)時,燈滅。我們就是這樣認(rèn)識到開關(guān)在電子設(shè)計中的作用的。設(shè)計時,確定開關(guān)的功能、所需的開關(guān)類型以及所需的額定電流和電壓,是最佳開關(guān)選型的關(guān)鍵。本文將重點討論緊湊設(shè)計中使用的滑動開關(guān)。目標(biāo)應(yīng)用要求超小型滑動開關(guān)具有緊湊的尺寸和扁平的外形,這樣才能使用高密度印刷電路板(PC 板)并實現(xiàn)緊密堆疊。


我們曾經(jīng)制作過的第一個電路可能包含一個電池、一盞燈和一個開關(guān),閉合開關(guān)時,燈亮;斷開開關(guān)時,燈滅。我們就是這樣認(rèn)識到開關(guān)在電子設(shè)計中的作用的。設(shè)計時,確定開關(guān)的功能、所需的開關(guān)類型以及所需的額定電流和電壓,是最佳開關(guān)選型的關(guān)鍵。本文將重點討論緊湊設(shè)計中使用的滑動開關(guān)。目標(biāo)應(yīng)用要求超小型滑動開關(guān)具有緊湊的尺寸和扁平的外形,這樣才能使用高密度印刷電路板(PC 板)并實現(xiàn)緊密堆疊。

為滿足這些要求,NKK Switches 的 SS 系列超小型滑動開關(guān)適用于使用邏輯電平和低功率開關(guān)來滿足這些要求的應(yīng)用。該系列尺寸緊湊,包括頂部和側(cè)面致動設(shè)計版本。該系列有多種配置可供選擇,每種配置都能提供平穩(wěn)的動作、嚴(yán)格的棘爪操作和更強(qiáng)的觸點穩(wěn)定性。在詳細(xì)了解之前,讓我們先回顧一下滑動開關(guān)的基本原理。

滑動開關(guān)的基本原理

與大多數(shù)開關(guān)類型一樣,滑動開關(guān)外殼內(nèi)的基本組件相同,包括連接公共端子的可動觸點和連接輸出端子的固定觸點(圖 1)。


超小型滑動開關(guān)的選擇及使用圖 1:所示為 SS 系列超小型滑動開關(guān)的內(nèi)部簡化視圖。(圖片來源:NKK Switches)


滑動開關(guān)機(jī)構(gòu)包括一個動觸點。動觸點可在兩個固定觸點中的任何一個上滑動。在 SS 系列開關(guān)中,NKK Switches 使用滑動雙橫桿 (STC) 觸點,提供高度可靠的觸點機(jī)構(gòu)。開關(guān)操作順暢,手感清脆,棘爪動作積極,觸點穩(wěn)定性更高。動觸點與固定觸點成直角相交,從而減小了接觸點的面積,使得接觸電阻更加穩(wěn)定。雙橫梁將固定觸點夾住,提供了觸點冗余,從而提高了可靠性。每次致動時時,自擦動作都會清潔開關(guān)觸點。

極數(shù)、投擲數(shù)和位置

開關(guān)是根據(jù)其控制的電路數(shù)和每個電路的觸點數(shù)進(jìn)行識別的(圖 2)。


超小型滑動開關(guān)的選擇及使用圖 2:三種常見開關(guān)中每個位置的電路連接說明。(圖片來源:NKK Switches)


極數(shù)是指開關(guān)控制的電路數(shù)量。單極 (SP) 開關(guān)只能控制一個電路。雙極 (DP) 開關(guān)控制兩個獨立的電路。開關(guān)投擲數(shù)描述了開關(guān)的每個極可具有的輸出連接數(shù)。NKK Switches 的 SS 系列有 SP 和 DP 兩種配置,雙投 (DT) 或三投 (3T) 連接。

超小型 SS 系列滑動開關(guān)示例

NKK Switches SS12SDP2 這樣的 SPDT 滑動開關(guān)有一個公共端子和兩個輸出端子(圖 3)。


超小型滑動開關(guān)的選擇及使用圖 3:SS12SDP2 有三個外部端子和兩個滑動位置。中間的端子是公共端子(引腳 2),右側(cè)(1)和左側(cè)(3)是兩個輸出端子引腳。(圖片來源:NKK Switches)


例如,這個 SPDT 開關(guān)有一個單極和兩個不同的開關(guān)輸出選擇。

參照圖 2 中的 SPDT 行,當(dāng)滑塊處于右側(cè)位置時,公共端子(中間的引腳 2)與右側(cè)輸出(引腳 1)連接。同樣,當(dāng)滑塊處于左側(cè)位置時(如圖 3 所示),公共端與左側(cè)輸出(引腳 3)連接。

觸點時序是指滑塊連接相鄰觸點的順序。SS12SDP2 是先合后開 (MBB) 或短路觸點型開關(guān)。當(dāng)滑塊改變位置時,公共引腳和輸出引腳短暫連接。另一種觸點時序是先開后合 (BBM) 或非短路觸點型開關(guān)。BBM 開關(guān)中的滑塊在切換時不會連接輸出端子。如果 SPDT 開關(guān)連接兩個不同電壓源之間的公共線路,則需要使用 BBM 開關(guān)來防止短路。

SS12SDP2 的額定功率水平為在高達(dá) 30 VDC 的電壓下電流高達(dá) 100 mA。功率水平高于 0.4 VA 時,接觸表面鍍銀,且規(guī)定接觸電阻為 20 mΩ 或更小。

SS12SDP2 是設(shè)計非常緊湊的超小型滑動開關(guān)(圖 4)。


超小型滑動開關(guān)的選擇及使用圖 4:SS12SDP2 專用于 0.1 in. 孔柵。(圖片來源:NKK Switches)


開關(guān)尺寸為 0.402 in.(10.2 mm) 長 x 0.157 in. (4 mm) 寬 x 0.177 in. (4.5 mm) 高。稱其為超小型開關(guān),實至名歸。觸點引腳間距為 0.100 in. (2.54 mm),適合這種常見的電路板孔的網(wǎng)格布局。

NKK Switches 的 SS22SDH4 是一種 DPDT 滑動開關(guān),采用直角安裝,因此滑片位于開關(guān)本體的側(cè)面,被稱為側(cè)動開關(guān)(圖 5)。


超小型滑動開關(guān)的選擇及使用圖 5:SS22SDH4 是直角 DPDT 超小型滑動開關(guān),具有兩個公共端子,且每個公共端子有兩個輸出觸點。(圖片來源:NKK Switches)


參照圖 2 中的 DPDT 行,DP 開關(guān)有兩個公共端子,每個公共端子有兩個可能的輸出連接。與 SS12SDP2 一樣,SS22SDH4 也是 MBB 開關(guān)。

SS22SDH4 可在 28 V AC 或 DC 電壓下處理低于 0.4 VA 的低功耗邏輯電平。這種低功率邏輯電平操作稱為弱功率電路;觸點在這種低電壓下斷開或閉合時不會產(chǎn)生電弧。這意味著觸點上的污點不會被燒掉,也不會積聚,從而會增加接觸電阻。觸點表面鍍金適用于此類應(yīng)用,其額定接觸電阻為 40 mΩ 或更小。

開關(guān)尺寸為 0.402 in. (10.2 mm) 長 x 0.257 in. (6.54 mm) 寬 x 0.197 in. (5 mm) 高。觸點引腳的間距也符合常見的 0.100 in. (2.54 mm) PC 板孔距網(wǎng)格。

NKK Switches 的 SS14MDP2 是 SP3T BBM 開關(guān)。該開關(guān)有一個公共觸點和三個輸出觸點(圖 6)。


超小型滑動開關(guān)的選擇及使用圖 6:SP3T 開關(guān)是一種頂部致動開關(guān),有三個滑動位置,可分別與三個輸出觸點連接。(圖片來源:NKK Switches)


這種 SP3T 開關(guān)有三個滑動位置。在圖 6 所示的中間位置,端子 3 和 端子 2 相連。在最左邊的位置,端子 1 與公共端子 3 相連,而在最右邊的位置,端子 3 與 端子 4 相連。作為 BBM 開關(guān),當(dāng)滑塊移動時,先與當(dāng)前的端子對斷開,然后再在建立下一個連接。

SS14MDP2 采用鍍銀接觸面,在 30 VDC 電壓下可承受 100 mA 電流,接觸電阻為 20 mΩ 或更小。

開關(guān)尺寸為 0.622 in. (15.8 mm) 長 x 0.157 in. (4 mm) 寬 x 0.177 in. (4.5 mm) 高。觸針的間距也符合常見的 0.100 in. (2.54 mm) PC 板孔間距網(wǎng)格。

最后一個例子是 NKK Switches 的 SS12SBP2,這是一款 SPDT 滑動開關(guān),與其他開關(guān)不同的是,其端子間距為 2 mm (0.079 in.) 公制孔間距。除端子間距外,其規(guī)格和物理尺寸與 SS12SDP2 相同。

本文討論的所有 SS 系列開關(guān)的額定機(jī)械和電氣操作壽命為 10,000 次。該系列的工作溫度范圍為 -15°C 至 60°C,采用插入式模制端子,可阻隔助焊劑、溶劑和其他有害雜質(zhì)。

結(jié)束語

NKK Switches 的 SS 系列是超小型滑動開關(guān),尺寸緊湊,適合高密度電路板安裝和堆疊。其 STC 機(jī)構(gòu)具有動作順暢、棘爪反應(yīng)出色和接觸穩(wěn)定性高等優(yōu)點。

(作者:Art Pini)


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