利用滑动开关提升汽车设计的灵活性

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利用滑动开关提升汽车设计的灵活性

在现代汽车市场，大多数车门弹簧锁系统都采用快动微型开关来管理诸如自动锁车、门铃、顶灯之类的车身功能，并为CPU控制各种功能提供锁定或状态锁定信号。

这些开关正日益被结合到铸模电子元器件载具中，其中的冲模金属引线框具有一个注模塑料框(ECC)。这种构架的优点在于，实际上所有引线连接器、物理调整功能和结构单元都可以被内建到单一的零件之中或最小数量的零件之中，以便为汽车制造商减少成本和潜在的规定公差问题。

缩小差距

尽管最终结果是为OEM简化系统，但是，这些ECC的设计和制造却是一个复杂的过程，需要具备开关、弹簧锁应用、注模和模具设计的专业知识。OEM了解他们的弹簧锁要求，但是，却专于元器件安装而不懂元器件制造；注模制造商了解复杂加工和开模的精密细致，但是，却对汽车电子开关设计或应用不在行。正是拥有专业知识和经验的开关系统供应商(如Cherry电器产品)，才能与OEM或第一层锁制造商一道，以正确的方式把合适的开关加以应用并提供完整的ECC组装部件。

工具之一

在弹簧锁设计工程师的“工具箱”中有一个滑动触点开关(例如Cherry公司的SK系列)。滑动开关通常比传统的快动开关成本更低，与此同时，提供一些独特的功能：

1. 一个具有自清洗功能并在某些环境中更为鲁棒的“擦拭”触点系统，如暴露在硅树脂中；

2. 在整个行程上具有恒定的接触力，从而使之很好地适合于对快动开关来说规定公差可能不容许相同程度超行程的应用；

3. 并不是在所有应用中都可以用滑动开关直接取代快动开关，它们的工作特性不同且需要弹簧锁设计工程师注意那些差异(见下图)。

图1：快动开关(SPST)


图2：滑动开关

最大行程

最大行程是按钮从正常的闭合(N.C)到正常的打开(N.O.)所需要移动的距离。滑动开关需要比快动开关更大的最大行程，因为按钮的行程直接正比于触点的移动距离。

开关的死区

滑动开关在N.C.和N.O位置之间有一个固有的“死区”，在此，开关不属于任何一个状态。该死区通常有0.3mm的范围且要确保该开关在其内在的规定公差范围内不进入“先接后切(make-before-break)”状态。

当滑动开关被滑动时，可移动触点从N.C.触点移动到N.O.触点。在转换过程中，如果移动触点在打开N.C.电路之前完成了N.O.电路的动作，那么，就满足先接后切条件。该条件在SPST开关中不存在，因为它们的设计只有一个N.C.或一个N.O.触点，而不是两者都有。

在SPST开关中不存在死区(见上图1)，因为要紧的唯一参数是合适的触点接通/切断点。通过用滑动速度调整微处理器的采样率或信号识别参数，应用软件可以减轻SPDT开关中的死区零状态效应。

超行程是N.O接通点和按钮全行程之间的距离差。快动开关中的触点压力正比例于移动触点的弹簧跨越中心位置的延长程度。快动开关通常将需要按钮位移为50%到100%的超行程，以实现想要的触点压力。这在某些应用中可能成问题，因为弹簧锁的规定公差侵蚀了可用的超行程的百分比。

滑片不需要跟快动开关一样多的超行程，因为触点压力与按钮行程无关。因此，在宽规定公差的情形，它们可能适用于替代快动开关，假设电气负载适合于滑动开关。

位移差

位移差是N.O.闭合与N.C. 打开之间按钮回程之间的距离差。滑动开关的位移差几乎等于零状态死区(见图2)。为了防止先接后切问题，所有开关都有一定的位移差。滑片内在的位移差比快动开关要大，因为触点移动与按钮行程存在比例关系。

电气性能

滑动开关最适合于被用做纯阻性、低电流负载，如微处理器的I/O信号。然而，开关也可能适用于某些比较恶劣的环境，如容性负载，其中的擦动功能提供了好处。

在汽车弹簧锁设计中，灯泡或PTC(正温度系数)负载切换所采用的开关已经被电子控制所取代。如果电路设计包含跨越开关引脚的滤波电容，那么，就存在容性负载。因为在电容的开关侧上唯一的阻抗就是开关引脚线的阻抗，所以，在开关引脚上会产生电压和电流尖峰，从而影响开关的寿命。

滑片的固有通行时间比快动开关要慢，所以，在选定特殊开关之前，一定要针对应用要求做测试。

物理和环境性能

除了前面提及的功能按钮行程差之外，滑动开关的物理配置和接线端可用选项可以跟快动开关的一样。两种开关类型也有相同程度的水密封完整性、寿命和可媲美的高低温性能。
功能和能力比较


总而言之，作为标准快动开关的补充，微型滑动触点开关为汽车弹簧锁设计工程师提供了一种具有成本效益的手段，它能够提供恒定的触点压力，擦拭滑动触点提高寿命并具有抗环境腐蚀的能力。把滑动开关与快动开关结合起来，可以优化闭弹簧锁的功能、能力和性能。

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为什么看不见呢？