摘要：本文通过一款大小电流共存的组合开关，从理论上分析了大电流系统需要考虑的一些因素，最终提出一种适合这款组合开关雨刮喷水功能的大电流接触系统解决方案。

    随着汽车电子电器产品的开发和应用，汽车功能越来越多，为了保证控制的安全可靠，开关也必须针对电子电器不同要求进行设计。本文将论述一种大小电流混合要求的组合开关中，雨刮大电流接触系统的解决方案。
    这款组合开关通过手柄实现大灯开关、雾灯开关、后雨刮开关和雨量间歇调节开关的功能，以及在壳体内实现转向信号开关、变光开关、前雨刮开关和喷水开关的功能。此开关从功能上看，和其他组合开关没什么不同，但是其电路负荷比较特殊，大小电流同时存在。其中，前后喷水功能需要承受5.2 A的大电流，其他功能为小于10 mA的小电流。对于小电流功能来讲，可以使用现有常规镀金滑片配合PCB的方案进行设计，如图1所示；但是对于大电流的功能，标准化的大电流接触系统无法在有限的空间内实现，就需要在满足小电流功能的基础上实现大电流的功能。

    1 大电流接触系统需要考虑的因素
    1.1接触部位的电阻
    根据焦耳定律：Q----0.24IRt、接触部位的电阻直接影响接触部位发热量，如果接触部位过热，会使周围非金属件发生损伤，甚至使接触触点本身受到损害。当接触部位接通时，在电流的作用下，在接触部位形成电压降，通过这个电压降和电流求出的电阻被称为接触电阻。接触电阻通常由3部分组成，即
        Rj＝RS＋Rb＋Re
式中：Rj------接触电阻；Rs----收缩电阻；Rh----表面膜电阻；Re----表面成分电阻。
    接触电阻的大小和接触部位材料的选择有着直接关系。应该选择适合硬度、导电率高和热传导率高的接触材料，从而达到比较理想的接触电阻。所以在实际应用中，接触电阻使用公式（2）进行计算

    式中：Rj----接触电阻；F----接触压力；m----与接触形式有关的系数；Kj----与接触材料、表面情况、接触方式等有关的系数。
    1.2接触部位的材料磨蚀与转移
    触点通断过程中，接触部位材料的磨蚀与转移形式分为如下几种：①机械磨蚀—主要是由于触点机械运动过程中产生的材料磨蚀和转移；②电磨蚀—电路通断过程中，由于拉弧能量和热能量产生的材料磨蚀和转移；③化学磨蚀一一受环境的影响，接触部位在温湿条件下，在电流作用下产牛的材料磨蚀和转移；④焊接一一接触部位材料在一定的接触压力下，在电流的作用下产生的材料磨蚀和转移。在这4种材料磨蚀和转移的形式中，电磨蚀对触点的破坏力最大。
    大量的研究表明：由电磨蚀引起的材料转移方向与触点两端的电压和电流的关系如图2所示。图2中，实线为静态伏安曲线，当电压、电流处于a、a＇和，区域时，材料由阳极向阴极转移；在处于R区域时，材料由阴极向阳极转移。而电磨蚀中，由于电拉弧引起的材料的磨蚀和转移占了很大比重。不同材料引起电拉弧的最小电压和电流如表1所示。

    1.3热量释放
    在前文考虑的2个因素分析中，归根结底都和热量有关系。由于局部过热，造成接触部位触片、触点零件的烧蚀。而产生局部过热的因素主要有2个方面[a7：①接触部位接通时间过长，大电流持续产生的热量；②开关通断过程中，由于拉弧产生大量电火花引起的热量。
    为了减少热量的影响，设计时需要考虑如何降低热量的积聚，可以从以下几个方面考虑：①结构设计上考虑热量的释放，如PCB设计上考虑热量如何有效地传导出去，接触部位周边结构上考虑如何将热量传导出去；②选择合适的灭弧油脂，油脂首先需要具有绝缘性，同时不腐蚀接触部位的金属和树脂材料。

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