干簧管的接觸特性是取決于開關(guān)的尺寸、干簧片之間空隙的大小或安匝數(shù)級別、觸點(diǎn)材料及玻璃管內(nèi)氣體等因素。在特定的負(fù)荷下操作,為了令開關(guān)的壽命更長,一些預(yù)防措施是必要的。因?yàn)橐粋€干簧開關(guān)只是一個帶可動零件的機(jī)械式的裝置,干簧片的磨損可能會縮減它的壽命。
如果切換無負(fù)荷或負(fù)荷電壓低過5V@10mA時(shí),開關(guān)的磨損程度是很小,甚至無磨損,這時(shí)它可以操作超過十億次。如果負(fù)荷電壓達(dá)到10V,開關(guān)的磨損程度就會相對地增加,磨損程度取決于開關(guān)切換多少的電流。一般而言,切換電壓是10V 和電流是10mA,預(yù)期的干簧管壽命可以操作五千萬次到兩億次,在同樣的環(huán)境下,如果希望開關(guān)更長壽而又不能減低實(shí)際需要切換的負(fù)荷,那么含水銀的干簧管可能是最佳選擇,這種開關(guān)含少量的水銀,因此在任何時(shí)候干簧片之間都是沒有凈金屬傳送的,這種含水銀的開關(guān),在10mA 下轉(zhuǎn)換上百伏的電壓也可達(dá)數(shù)十億次。
通常我們建議切換直流負(fù)荷,我們的所有開關(guān)壽命測試數(shù)據(jù)也都是在這種情況下獲得的,同時(shí)應(yīng)該要注意避免帶有導(dǎo)向或蔓延的功率因素。當(dāng)開關(guān)打開時(shí),負(fù)荷帶有整體的凈電感會對開關(guān)帶來巨大破壞,因?yàn)殚_關(guān)打開過程是十分快的,在公式#1 內(nèi)的di/dm 會變得非常大而且開關(guān)會承受電弧放電。
開關(guān)有整體的凈電容性負(fù)載時(shí),開關(guān)閉合會有電流涌入,從而導(dǎo)致開關(guān)損毀并甚至令干簧片互相黏住,具體情況取決于總電容負(fù)載,現(xiàn)時(shí)電壓和串聯(lián)的電阻值。
鎢絲燈泡對干簧管而言是一個非常普遍的切換負(fù)載,尤其是在汽車工業(yè)中, 由于鎢絲是冷的,一旦開燈有電流流入時(shí),鎢絲內(nèi)的電阻會急速地提升來減低電流。一般的電流沖擊是10 到20次,之后會進(jìn)入穩(wěn)定期。如要確定電流流入的多少,冷鎢絲電阻是很重要的,加配一些串聯(lián)電阻到同一個線路內(nèi)可以令開關(guān)壽命得到顯著的改善。
當(dāng)切換任何電壓和電流時(shí),寄生電容有一定的代表性,當(dāng)切換既定的電壓和電流時(shí),首50ns(50x10-9秒)是最重要的,因?yàn)檫@是電弧放電期。
當(dāng)寄生電容切換為恒流輸出電壓
開關(guān)閉合時(shí)可能會有電流大量涌入從而造成開關(guān)壽命明顯縮短。
如果線路上的寄生電容數(shù)量較大(取決于切換的電壓量),這時(shí)更大的電弧有可能會發(fā)生,因此會縮減開關(guān)的壽命。當(dāng)切換任何較大的電壓時(shí),放置電流探針于線路中來查看首50納秒確實(shí)的切換情況往往是一個明智的方法。整體來說,當(dāng)切換電壓超過50伏時(shí), 50pF( 10-12 法拉)或更多的電容會對開關(guān)預(yù)期壽命產(chǎn)生顯著的影響。如果干簧開關(guān)的操作是線控,這條線的作用可以相當(dāng)于一條長的電容,防護(hù)物和其它電容性的組件都能為涌入的電流提供電容。
共享電壓模式也是要注意一個方面,它對干簧開關(guān)的壽命也有很大影。在不同的線路和環(huán)境下共享電壓模式可以對寄生電容產(chǎn)生影響并非預(yù)期性的減低干簧開關(guān)壽命。(見圖#47) 重申一遍,一只快速的電流探針可以在首50ns 探測到驚人的切換電壓和電流,這個值與電路的本身實(shí)際負(fù)荷無關(guān)。當(dāng)有線路電壓存在或接近敏感線路就應(yīng)十分小心。這些電壓在線路上可能連接成電路,從而影響到您所要求達(dá)到的產(chǎn)品使用壽命。
磁簧開關(guān)的使用壽命縮短通常都被歸因于開關(guān)本身的問題,而實(shí)際情況是可能是線路上預(yù)料之外的情況所造成的。
共享電壓模式令寄生電容充電并切換流經(jīng)過觸點(diǎn),這會急速地減低干簧開關(guān)的壽命的,
因此避免這種情況是十分重要的。