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直流式固態(tài)繼電器的工作原理和電路圖

發(fā)布時間:2024-06-19 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】直流式固態(tài)繼電器是一種集成了無觸點的半導(dǎo)體開關(guān)和驅(qū)動電路的電子開關(guān)裝置。它通過低能耗信號來控制直流電路,實現(xiàn)電路中電流的開關(guān)控制。


基本定義

直流式固態(tài)繼電器是一種集成了無觸點的半導(dǎo)體開關(guān)和驅(qū)動電路的電子開關(guān)裝置。它通過低能耗信號來控制直流電路,實現(xiàn)電路中電流的開關(guān)控制。

工作原理

控制電路:直流固態(tài)繼電器的控制電路通常由一個輸入端口和一個控制電路組成。通過輸入端口施加適當(dāng)?shù)目刂齐妷?,控制電路將對半?dǎo)體開關(guān)器件施加適當(dāng)?shù)碾妷?,從而使其處于?dǎo)通或截止狀態(tài)。

半導(dǎo)體開關(guān)器件:這是直流固態(tài)繼電器的關(guān)鍵部件,通常采用功率MOSFET或功率IGBT等半導(dǎo)體器件。當(dāng)控制電路施加了適當(dāng)?shù)碾妷簳r,半導(dǎo)體開關(guān)器件的柵極或基極將被激勵,從而形成導(dǎo)通通路,使電流可以流過固態(tài)繼電器。

輸入電路:直流固態(tài)繼電器通常具有低功耗的輸入電路,能夠以微安級別的電流來激勵控制電路。輸入電路可以是光電隔離器件,如光耦合器,它可以將輸入電壓信號轉(zhuǎn)化為光信號,并通過光隔離的方式傳遞給控制電路。

輸出電路:直流固態(tài)繼電器的輸出電路通常由一個負載端口和一個半導(dǎo)體開關(guān)器件組成。當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)器件處于導(dǎo)通狀態(tài)時,輸出電路與負載之間形成連通通路,電流可以流過負載。反之,當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)器件處于截止狀態(tài)時,輸出電路與負載之間斷開,電流無法流過負載。

優(yōu)點

反應(yīng)速度快:可達到微秒級別。
抗干擾性強:能夠抵抗一定程度的電磁干擾。
直接兼容數(shù)字控制系統(tǒng):方便與數(shù)字系統(tǒng)集成。
使用壽命長:相比傳統(tǒng)機械繼電器,具有更長的使用壽命。

直流式固態(tài)繼電器電路圖

直流式固態(tài)繼電器的內(nèi)部電路與圖形符號如圖12—15所示,控制電壓由IN端輸入,通過光電耦合器將控制信號耦合至被控端,經(jīng)放大后驅(qū)動開關(guān)管 VT導(dǎo)通。固態(tài)繼電器輸出端OUT接入被控電路中,輸出端OUT有正、負極之分。

電路,而輸出部分采用單向晶閘管或雙向晶閘管,利用輸入的控制電壓令光電耦合器內(nèi)部的發(fā)光二極管發(fā)光,經(jīng)過內(nèi)部的控制電路后觸發(fā)輸出端的單向晶閘管或雙向晶閘管導(dǎo)通,進而驅(qū)動負載,部分固態(tài)維電器的外形如圖12—14所示。

直流式固態(tài)繼電器的內(nèi)部電路與圖形符號如圖12—15所示,控制電壓由IN端輸入,通過光電耦合器將控制信號耦合至被控端,經(jīng)放大后驅(qū)動開關(guān)管 VT導(dǎo)通。固態(tài)繼電器輸出端OUT接入被控電路中,輸出端OUT有正、負極之分。


直流式固態(tài)繼電器的工作原理和電路圖


交流式固態(tài)繼電器的內(nèi)部電路與圖形符號如圖12—16所示,與直流式不同的是,開關(guān)元件采用雙向晶閘管 VS,因此交流式固態(tài)繼電器輸出端OUT無正、負極之分,可以控制交流回路的通斷。

應(yīng)用場合

自動化設(shè)備控制:如工業(yè)自動化生產(chǎn)線、機器人控制等,其快速開關(guān)速度和高精度控制能力能夠大大提高自動化系統(tǒng)的工作效率和準確性。

光伏逆變器控制:能夠?qū)崿F(xiàn)直流電流的快速開關(guān),從而控制并穩(wěn)定交流輸出電壓和電流。

電力電子領(lǐng)域:如交流電機、電焊機、空氣壓縮機、變頻器等場合,固態(tài)繼電器具有開關(guān)速度快、壽命長、抗干擾能力強等優(yōu)點,能夠有效提高設(shè)備的工作效率和穩(wěn)定性。


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