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          利用滑動開關(guān)來提升汽車設(shè)計的靈活性

          ——
          作者: 時間:2007-01-26 來源:《汽車電子系統(tǒng)設(shè)計》 收藏

          在現(xiàn)代汽車市場,大多數(shù)車門彈簧鎖系統(tǒng)都采用快動微型開關(guān)來管理諸如自動鎖車、門鈴、頂燈之類的車身功能,并為cpu控制各種功能提供鎖定或狀態(tài)鎖定信號。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/21174.htm

          這些開關(guān)正日益被結(jié)合到鑄模電子元器件載具中,其中的沖模金屬引線框具有一個注模塑料框(ecc)。這種構(gòu)架的優(yōu)點在于,實際上所有引線連接器、物理調(diào)整功能和結(jié)構(gòu)單元都可以被內(nèi)建到單一的零件之中或最小數(shù)量的零件之中,以便為汽車制造商減少成本和潛在的規(guī)定公差問題。

          縮小差距

          盡管最終結(jié)果是為oem簡化系統(tǒng),但是,這些ecc的設(shè)計和制造卻是一個復雜的過程,需要具備開關(guān)、彈簧鎖應用、注模和模具設(shè)計的專業(yè)知識。oem了解他們的彈簧鎖要求,但是,卻專于元器件安裝而不懂元器件制造;注模制造商了解復雜加工和開模的精密細致,但是,卻對汽車電子開關(guān)設(shè)計或應用不在行。正是擁有專業(yè)知識和經(jīng)驗的開關(guān)系統(tǒng)供應商(如cherry電器產(chǎn)品),才能與oem或第一層鎖制造商一道,以正確的方式把合適的開關(guān)加以應用并提供完整的ecc組裝部件。

          工具之一

          在彈簧鎖設(shè)計工程師的“工具箱”中有一個滑動觸點開關(guān)(例如cherry公司的sk系列)?;瑒娱_關(guān)通常比傳統(tǒng)的快動開關(guān)成本更低,與此同時,提供一些獨特的功能:

          1. 一個具有自清洗功能并在某些環(huán)境中更為魯棒的“擦拭”觸點系統(tǒng),如暴露在硅樹脂中;

          2. 在整個行程上具有恒定的接觸力,從而使之很好地適合于對快動開關(guān)來說規(guī)定公差可能不容許相同程度超行程的應用;

          3. 并不是在所有應用中都可以用滑動開關(guān)直接取代快動開關(guān),它們的工作特性不同且需要彈簧鎖設(shè)計工程師注意那些差異(見下圖)。


          最大行程

          最大行程是按鈕從正常的閉合(n.c)到正常的打開(n.o.)所需要移動的距離。滑動開關(guān)需要比快動開關(guān)更大的最大行程,因為按鈕的行程直接正比于觸點的移動距離。

          開關(guān)的死區(qū)

          滑動開關(guān)在n.c.和n.o位置之間有一個固有的“死區(qū)”,在此,開關(guān)不屬于任何一個狀態(tài)。該死區(qū)通常有0.3mm的范圍且要確保該開關(guān)在其內(nèi)在的規(guī)定公差范圍內(nèi)不進入“先接后切(make-before-break)”狀態(tài)。

          當滑動開關(guān)被滑動時,可移動觸點從n.c.觸點移動到n.o.觸點。在轉(zhuǎn)換過程中,如果移動觸點在打開n.c.電路之前完成了n.o.電路的動作,那么,就滿足先接后切條件。該條件在spst開關(guān)中不存在,因為它們的設(shè)計只有一個n.c.或一個n.o.觸點,而不是兩者都有。

          在spst開關(guān)中不存在死區(qū)(見上圖1),因為要緊的唯一參數(shù)是合適的觸點接通/切斷點。通過用滑動速度調(diào)整微處理器的采樣率或信號識別參數(shù),應用軟件可以減輕spdt開關(guān)中的死區(qū)零狀態(tài)效應。

          超行程是n.o接通點和按鈕全行程之間的距離差??靹娱_關(guān)中的觸點壓力正比例于移動觸點的彈簧跨越中心位置的延長程度??靹娱_關(guān)通常將需要按鈕位移為50%到100%的超行程,以實現(xiàn)想要的觸點壓力。這在某些應用中可能成問題,因為彈簧鎖的規(guī)定公差侵蝕了可用的超行程的百分比。

          滑片不需要跟快動開關(guān)一樣多的超行程,因為觸點壓力與按鈕行程無關(guān)。因此,在寬規(guī)定公差的情形,它們可能適用于替代快動開關(guān),假設(shè)電氣負載適合于滑動開關(guān)。

          位移差

          位移差是n.o.閉合與n.c.打開之間按鈕回程之間的距離差?;瑒娱_關(guān)的位移差幾乎等于零狀態(tài)死區(qū)(見圖2)。為了防止先接后切問題,所有開關(guān)都有一定的位移差?;瑑?nèi)在的位移差比快動開關(guān)要大,因為觸點移動與按鈕行程存在比例關(guān)系。

          電氣性能

          滑動開關(guān)最適合于被用做純阻性、低電流負載,如微處理器的i/o信號。然而,開關(guān)也可能適用于某些比較惡劣的環(huán)境,如容性負載,其中的擦動功能提供了好處。

          在汽車彈簧鎖設(shè)計中,燈泡或ptc(正溫度系數(shù))負載切換所采用的開關(guān)已經(jīng)被電子控制所取代。如果電路設(shè)計包含跨越開關(guān)引腳的濾波電容,那么,就存在容性負載。因為在電容的開關(guān)側(cè)上唯一的阻抗就是開關(guān)引腳線的阻抗,所以,在開關(guān)引腳上會產(chǎn)生電壓和電流尖峰,從而影響開關(guān)的壽命。

          滑片的固有通行時間比快動開關(guān)要慢,所以,在選定特殊開關(guān)之前,一定要針對應用要求做測試。

          物理和環(huán)境性能

          除了前面提及的功能按鈕行程差之外,滑動開關(guān)的物理配置和接線端可用選項可以跟快動開關(guān)的一樣。兩種開關(guān)類型也有相同程度的水密封完整性、壽命和可媲美的高低溫性能。

          功能和能力比較

          總而言之,作為標準快動開關(guān)的補充,微型滑動觸點開關(guān)為汽車彈簧鎖設(shè)計工程師提供了一種具有成本效益的手段,它能夠提供恒定的觸點壓力,擦拭滑動觸點提高壽命并具有抗環(huán)境腐蝕的能力。把滑動開關(guān)與快動開關(guān)結(jié)合起來,可以優(yōu)化閉彈簧鎖的功能、能力和性能。



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