干簧管在玩具中是常见的一种元件,狮子戏球就是应用干簧管的一种磁控玩具。狮子戏球这种磁控玩具的控制部分包括有:装有三节一号电池的电池箱作电源;用玩具马达D作动力的齿轮箱,由它来带动走路和摇头等动作机构;在狮子的面部和尾部各装一根JAG-2-H干簧管(图1a中的H\(_{1}\)、H2),狮子的身体中部装一只干簧继电器(图1a中的J\(_{1}\))。它的电路见图1a,我们可以简化画成图1b。从电路原理上来讲,这样做是可以的,但是实际上由于干簧管触点过负荷能力差,如果不考虑触点的保护措施,干簧管在过负荷条件下使用时,就容易失效。在玩具中,干簧管常遇到的是电感负荷、灯负荷和电容负荷,反电势和骤增电流是造成干簧管失效的主要原因。在焊接和安装干簧管时也会造成玻璃管破裂或造成内应力,使干簧管不能正常工作。采取以下一些措施,可使干簧管稳定可靠工作。

触点保护
1.电感负荷:干簧管触点如与电感负荷连接,当切换电感负荷时,贮存在电感中的能量将在干簧管触点两端引起火花。可采用RC保护电路、稳压管保护和反向二极管保护来吸收这部分能量。
(1)RC保护电路:见图2,图中C=I\(^{2}\)/10(μF),R=E/10I(1+50/E)(Ω),式中I单位安培,E单位伏特。

例如狮子戏球中的干簧管是用来启闭玩具马达的,马达起动电流达1A,工作电流500mA左右,电动机反电压是电源电压4.5V的10倍。而JAG-2-H干簧管的规定负荷为12V、200mA阻性,所以工作数十次往往就要出现故障。
在这个电路里,可以加RC保护,其值为C=(0.5)\(^{2}\)/10=0.025μF,可用0.022μF或0.033μF的电容。R≈\(\frac{1}{12}\)Ω,由于电阻值很小,可以省略不用,在干簧管触点两端并上瓷片电容就可以了,电路如图3。加了电容保护后,经试验证明干簧管使用寿命大大延长。

(2)稳压管保护:来自电感负荷的反电势可以用并联稳压管来消除。稳压管可以并联在负荷两端,也可以并联在触点两端,见图4。图4a、4b是电源为直流的情况,4c是交流电源的情况。

例如在狮子戏球线路中用了2CW7型的稳压管,从示波器上观察,反电势被吸收得很彻底。
(3)二极管保护:见图5,选用二极管的耐压大于E,正向电流大于5E/负荷电阻。
2.灯负荷:用干簧管来开关指示灯时,要考虑到灯的冷态电阻较小,在触点闭合时会产生骤增电流。可用图6的方法来改善。图6a是串联限流电阻R的方法,R由下列关系确定,即I\(_{工作}\)<I允许,I\(_{允许}\)是指干簧管允许通过的电流值。图6b是并联电阻法,并联电阻R≤R灯/3。R\(_{灯}\)是指灯的热态电阻,可由灯的电压、电流值计算得到。并联电阻后,灯丝被加热,干簧管闭合时电流骤增情况得到改善。
焊接和安装
在弯曲和切断干簧管引线脚时,要注意勿使干簧管封结处受到机械力的作用,正确的方法见图9。
在线路板上焊接干簧管时,应注意使干簧管玻璃部分与线路板之间要有一定间隙,或在干簧管与线路板间垫上橡皮等防震材料。干簧继电器的固定要依靠线圈来固定,而不要象小功率晶体管那样用干簧管引线脚来固定。(宋仪侨 包光舜)

