Omron: Anforderungen an Relais

Wichtig ist nicht allein das Kontaktmaterial

14. September 2016, 10:32 Uhr | Von Andries de Bruin, Senior European Product Marketing Manager bei Omron Electronic Components Europe

Elektromechanische Relais werden unablässig weiterentwickelt, um den Anforderungen neuester Anwendungsgenerationen zu genügen. Kontaktmaterial und -Design, Spulenisolierung und Gehäusematerial sind hier noch längst nicht alle Punkte, die zu betrachten sind.

Leistungsrelais für längere Einsatzzeiten werden beispielsweise in intelligenten Messgeräten gebraucht. Benötigt werden aber ebenfalls Komponenten, die höheren Eingangsströmen standhalten, die für Anwendungen mit induktiven Lasten wie stromsparende Beleuchtung erforderlich sind.

Das Kontaktmaterial

Ein oft vernachlässigtes Detail auf dem Datenblatt ist das verwendete Kontaktmaterial, das die Leistung eines Relais jedoch maßgeblich beeinflusst. Standard-Kontaktmaterial für Leistungsrelais ist Silber-Nickel (AgNi), auf das auch Omron Electronic Components Europe setzt. Es ist härter als reines Silber durch eine Zugabe von 10 bis 15% Nickel und weist eine geringere Materialwanderung auf. Der höhere Schmelzpunkt hilft, eine Kontaktverschweißung bei höheren Strömen zu verhindern. Reines Silber hat einen geringeren Widerstand, wird normalerweise aber nur für Signalrelais und andere Niedrigstrom-Anwendungen eingesetzt.

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Für Applikationen mit hohen Eingangsströmen hingegen werden üblicherweise Silber-Zinn-Indium-Kontakte (AgSnIn) spezifiziert. Dieses Material ist spröder und bricht daher öfter auseinander, was das Schweißen erschwert. Bis vor kurzem wurden für Relais die Nennströme oft schlichtweg höher als notwendig spezifiziert (also überspezifiziert), um keine Probleme mit den Eingangsströmen zu bekommen. Kontaktmaterialien wie AgSnIn machen dies überflüssig. Der Grund: Hierdurch kann ein Relais einem Ansturm von 40 A widerstehen und dennoch mit 1 A weiterschalten, ohne dass die Lebensdauer beeinträchtigt wird. Bild 1 vergleicht die Betriebslebensdauer eines Standardrelais mit einem AgSnIn-Relais.

Eine kostengünstigere Alternative zu AnSnIn ist das billigere AgSnO2, das einen leicht höheren Kontaktwiderstand hat. Für extreme Hochstromanwendungen kommen mitunter auch Materialien wie Silberwolfram (AgW) und Silberplatin (AgPt) zum Einsatz. Am anderen Ende des Spektrums von Signalrelaisanwendungen, wo es um einen niedrigeren Widerstand als dem von purem Silber geht, finden sich manchmal Goldkontakte. Diese können entweder vergoldete oder hin und wieder auch Kontakte aus reinem Gold sein. Einige diese Optionen sind sehr teuer und werden deshalb nur ein Ausnahmefällen verwendet.