Герконы

В вычислительной технике и автоматических системах большое распространение получили герметизированные контакты — герконы. Геркон (рис. 8) представляет собой герметичную оболочку 1, в которую заключены пластины 2 и 3, выполненные из материала с высокой магнитной проницаемостью (например, из сплава железа с никелем).

Рис. 8

На пластинах укреплены контакты 4 и 5. Оболочка находится внутри управляющей катушки 6. При подаче в катушку напряжения магнитный поток замыкается через пластины 2 и 3. В межконтактном промежутке возникает электромагнитная сила. При определенном значении этой силы пластины 2 и 3 изгибаются так, что происходит замыкание контактов 4 и 5. При снятии управляющего электрического сигнала контакты размыкаются. Стеклянная оболочка 1 вакуумирована или заполнена инертным газом — смесью азота с гелием или водородом. Вакуумирование позволяет: применять для контактов износо- и эрозионноустойчивые материалы — вольфрам, молибден и др., окисляющиеся в обычных условиях; применять малые контактные силы, так как окисные и газовые пленки на контактах отсутствуют; использовать малые межконтактные зазоры, так как электрическая прочность вакуума больше, чем у воздуха.

Рис. 9

Преимущества вакуумирования контактов позволяют получить коммутационные устройства с малыми управляющими мощностями (50... 150 мВт) и с большой износостойкостью (с числом срабатываний 10⁷...10⁹). Отсутствие массивных подвижных частей определяет малую инерционность герконов (время срабатывания 0,5...2 мс). Малые размеры некоторых конструкций герконов позволяют получить сравнительно малые межконтактные емкости и индуктивности, что важно при коммутации ВЧ-цепей.

Герконы позволяют коммутировать токи в диапазоне 5×10 ^-6... 0,25 А при напряжениях 5×10 ^-3... 110 В. Широко применяется блокирование герконов, когда несколько стеклянных капсул (до семи) охватываются одной управляющей обмоткой (рис.9, а). При подаче в обмотку напряжения срабатывают все контакты. Конструкция получается малогабаритной, так как диаметр оболочки равен нескольким миллиметрам, а длина (вместе с выводами) — нескольким сантиметрам. При блокировании эффективно может быть повышена надежность коммутации цепи соединением ее через несколько параллельно включенных герконов.

На основе геркона может быть создано и выключающее коммутационное устройство. Для этого необходимо иметь две обмотки (рис.9, б). В одной постоянно протекает ток. Магнитный поток этой обмотки вызывает замыкание контактов. Вторая обмотка образует противоположно направленный магнитный поток и при ее включении контакты размыкаются. Иногда вместо первой обмотки применяют постоянный магнит.

На основе герконов выполняют различного типа переключатели. На рис.9, в показана схема нажимного кнопочного выключателя с герконами. Поступательно перемещающаяся кнопка 1 связана со штоком 3, на конце которого закреплен постоянный магнит 4. При приближении магнита к геркону 5 происходит его замыкание. После снятия управляющей силы кнопка под действием возвратной пружины 2 возвращается в исходное положение и геркон размыкается. В одном выключателе можно располагать до четырех герконов.