超小型滑动开关的选择及使用
【导读】我们曾经制作过的第一个电路可能包含一个电池、一盏灯和一个开关，闭合开关时，灯亮；断开开关时，灯灭。我们就是这样认识到开关在电子设计中的作用的。设计时，确定开关的功能、所需的开关类型以及所需的额定电流和电压，是最佳开关选型的关键。本文将重点讨论紧凑设计中使用的滑动开关。目标应用要求超小型滑动开关具有紧凑的尺寸和扁平的外形，这样才能使用高密度印刷电路板（PC 板）并实现紧密堆叠。
我们曾经制作过的第一个电路可能包含一个电池、一盏灯和一个开关，闭合开关时，灯亮；断开开关时，灯灭。我们就是这样认识到开关在电子设计中的作用的。设计时，确定开关的功能、所需的开关类型以及所需的额定电流和电压，是最佳开关选型的关键。本文将重点讨论紧凑设计中使用的滑动开关。目标应用要求超小型滑动开关具有紧凑的尺寸和扁平的外形，这样才能使用高密度印刷电路板（PC 板）并实现紧密堆叠。
为满足这些要求，NKK Switches 的 SS 系列超小型滑动开关适用于使用逻辑电平和低功率开关来满足这些要求的应用。该系列尺寸紧凑，包括顶部和侧面致动设计版本。该系列有多种配置可供选择，每种配置都能提供平稳的动作、严格的棘爪操作和更强的触点稳定性。在详细了解之前，让我们先回顾一下滑动开关的基本原理。
滑动开关的基本原理
与大多数开关类型一样，滑动开关外壳内的基本组件相同，包括连接公共端子的可动触点和连接输出端子的固定触点（图 1）。
图 1：所示为 SS 系列超小型滑动开关的内部简化视图。（图片来源：NKK Switches）
滑动开关机构包括一个动触点。动触点可在两个固定触点中的任何一个上滑动。在 SS 系列开关中，NKK Switches 使用滑动双横杆 (STC) 触点，提供高度可靠的触点机构。开关操作顺畅，手感清脆，棘爪动作积极，触点稳定性更高。动触点与固定触点成直角相交，从而减小了接触点的面积，使得接触电阻更加稳定。双横梁将固定触点夹住，提供了触点冗余，从而提高了可靠性。每次致动时时，自擦动作都会清洁开关触点。
极数、投掷数和位置
开关是根据其控制的电路数和每个电路的触点数进行识别的（图 2）。
图 2：三种常见开关中每个位置的电路连接说明。（图片来源：NKK Switches）
极数是指开关控制的电路数量。单极 (SP) 开关只能控制一个电路。双极 (DP) 开关控制两个独立的电路。开关投掷数描述了开关的每个极可具有的输出连接数。NKK Switches 的 SS 系列有 SP 和 DP 两种配置，双投 (DT) 或三投 (3T) 连接。
超小型 SS 系列滑动开关示例
NKK Switches SS12SDP2 这样的 SPDT 滑动开关有一个公共端子和两个输出端子（图 3）。
图 3：SS12SDP2 有三个外部端子和两个滑动位置。中间的端子是公共端子（引脚 2），右侧（1）和左侧（3）是两个输出端子引脚。（图片来源：NKK Switches）
例如，这个 SPDT 开关有一个单极和两个不同的开关输出选择。
参照图 2 中的 SPDT 行，当滑块处于右侧位置时，公共端子（中间的引脚 2）与右侧输出（引脚 1）连接。同样，当滑块处于左侧位置时（如图 3 所示），公共端与左侧输出（引脚 3）连接。
触点时序是指滑块连接相邻触点的顺序。SS12SDP2 是先合后开 (MBB) 或短路触点型开关。当滑块改变位置时，公共引脚和输出引脚短暂连接。另一种触点时序是先开后合 (BBM) 或非短路触点型开关。BBM 开关中的滑块在切换时不会连接输出端子。如果 SPDT 开关连接两个不同电压源之间的公共线路，则需要使用 BBM 开关来防止短路。
SS12SDP2 的额定功率水平为在高达 30 VDC 的电压下电流高达 100 mA。功率水平高于 0.4 VA 时，接触表面镀银，且规定接触电阻为 20 mΩ 或更小。
SS12SDP2 是设计非常紧凑的超小型滑动开关（图 4）。
图 4：SS12SDP2 专用于 0.1 in. 孔栅。（图片来源：NKK Switches）
开关尺寸为 0.402 in.(10.2 mm) 长 x 0.157 in. (4 mm) 宽 x 0.177 in. (4.5 mm) 高。称其为超小型开关，实至名归。触点引脚间距为 0.100 in. (2.54 mm)，适合这种常见的电路板孔的网格布局。
NKK Switches 的 SS22SDH4 是一种 DPDT 滑动开关，采用直角安装，因此滑片位于开关本体的侧面，被称为侧动开关（图 5）。
图 5：SS22SDH4 是直角 DPDT 超小型滑动开关，具有两个公共端子，且每个公共端子有两个输出触点。（图片来源：NKK Switches）
参照图 2 中的 DPDT 行，DP 开关有两个公共端子，每个公共端子有两个可能的输出连接。与 SS12SDP2 一样，SS22SDH4 也是 MBB 开关。
SS22SDH4 可在 28 V AC 或 DC 电压下处理低于 0.4 VA 的低功耗逻辑电平。这种低功率逻辑电平操作称为弱功率电路；触点在这种低电压下断开或闭合时不会产生电弧。这意味着触点上的污点不会被烧掉，也不会积聚，从而会增加接触电阻。触点表面镀金适用于此类应用，其额定接触电阻为 40 mΩ 或更小。
开关尺寸为 0.402 in. (10.2 mm) 长 x 0.257 in. (6.54 mm) 宽 x 0.197 in. (5 mm) 高。触点引脚的间距也符合常见的 0.100 in. (2.54 mm) PC 板孔距网格。
NKK Switches 的 SS14MDP2 是 SP3T BBM 开关。该开关有一个公共触点和三个输出触点（图 6）。
图 6：SP3T 开关是一种顶部致动开关，有三个滑动位置，可分别与三个输出触点连接。（图片来源：NKK Switches）
这种 SP3T 开关有三个滑动位置。在图 6 所示的中间位置，端子 3 和 端子 2 相连。在最左边的位置，端子 1 与公共端子 3 相连，而在最右边的位置，端子 3 与 端子 4 相连。作为 BBM 开关，当滑块移动时，先与当前的端子对断开，然后再在建立下一个连接。
SS14MDP2 采用镀银接触面，在 30 VDC 电压下可承受 100 mA 电流，接触电阻为 20 mΩ 或更小。
开关尺寸为 0.622 in. (15.8 mm) 长 x 0.157 in. (4 mm) 宽 x 0.177 in. (4.5 mm) 高。触针的间距也符合常见的 0.100 in. (2.54 mm) PC 板孔间距网格。
最后一个例子是 NKK Switches 的 SS12SBP2，这是一款 SPDT 滑动开关，与其他开关不同的是，其端子间距为 2 mm (0.079 in.) 公制孔间距。除端子间距外，其规格和物理尺寸与 SS12SDP2 相同。
本文讨论的所有 SS 系列开关的额定机械和电气操作寿命为 10,000 次。该系列的工作温度范围为 -15°C 至 60°C，采用插入式模制端子，可阻隔助焊剂、溶剂和其他有害杂质。
结束语
NKK Switches 的 SS 系列是超小型滑动开关，尺寸紧凑，适合高密度电路板安装和堆叠。其 STC 机构具有动作顺畅、棘爪反应出色和接触稳定性高等优点。
(作者：Art Pini)
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