固態(tài)繼電器原理圖,電路圖分享-KIA MOS管

固態(tài)繼電器原理

固態(tài)繼電器是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。它利用電子元件（如開(kāi)關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件）的開(kāi)關(guān)特性，可達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)無(wú)火花地接通和斷開(kāi)電路的目的，因此被稱為“無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)”。

常用固態(tài)繼電器原理圖

這種繼電器是一種四端有源器件，具備兩個(gè)輸入控制端和兩個(gè)輸出受控端。它不僅具備放大驅(qū)動(dòng)功能，還起到電氣隔離的作用，通過(guò)光電隔離器實(shí)現(xiàn)輸入與輸出之間的有效隔離。當(dāng)在輸入端施加直流或脈沖信號(hào)時(shí)，輸出端能從關(guān)斷狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)（無(wú)信號(hào)時(shí)則保持阻斷狀態(tài)），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大負(fù)載的精準(zhǔn)控制。

交流固態(tài)繼電器（過(guò)零型）電路圖

固態(tài)繼電器由三部分組成：輸入電路、隔離（耦合)和輸出電路組成，在輸入電路控制端加入信號(hào)后，IC1光電耦合器內(nèi)光敏三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，R1串接電阻對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行限流，以保證光耦合器不致?lián)p壞。LED發(fā)光二極管指示輸入端控制信號(hào)，VD1可防止當(dāng)輸入信號(hào)正負(fù)極性接反時(shí)以保護(hù)光耦I(lǐng)C1。

V1在線路中起到交流電壓檢測(cè)作用，使固態(tài)繼電器在電壓過(guò)零時(shí)開(kāi)啟、負(fù)載電流過(guò)零時(shí)關(guān)斷。當(dāng)IC1光敏三極管截止時(shí)（控制端無(wú)信號(hào)輸入時(shí))，V1通過(guò)R2獲得基極電流使之飽和導(dǎo)通，從而使SCR可控硅門(mén)極觸發(fā)電壓UGT被箝在低電位而處于關(guān)斷狀態(tài)，最終導(dǎo)致BTA雙向可控硅在門(mén)極控制端R6上無(wú)觸發(fā)脈沖而處于關(guān)斷狀態(tài)。

當(dāng)IC1光敏三極管導(dǎo)通時(shí)（控制端有信號(hào)輸入時(shí)），SCR可控硅的工作狀態(tài)由交流電壓零點(diǎn)檢測(cè)三極管V1來(lái)確定其工作狀態(tài)。如電源電壓經(jīng)R2與R3分壓，A處電壓大于過(guò)零電壓時(shí)（VA>VBE1)，V1處飽和導(dǎo)通狀態(tài)，SCR、BTA可控硅都處于關(guān)斷狀態(tài)；如電源電壓經(jīng)R2與R3分壓，A處電壓小于過(guò)零電壓時(shí)（VA>VBE1）V1處截止?fàn)顟B(tài)，SCR可控硅通過(guò)R4獲得觸發(fā)信號(hào)而導(dǎo)通，從而使BTA在R6上也獲得觸發(fā)信號(hào)也呈導(dǎo)通狀態(tài)，對(duì)負(fù)載電源進(jìn)行關(guān)斷控制。如此時(shí)控制端信號(hào)關(guān)斷后，負(fù)載電流也隨之減小至BTA雙向可控硅的維持電流IH時(shí)可自行關(guān)斷，切斷負(fù)載電源。

直流固態(tài)繼電器電路圖

在輸入控制回路中，電阻R1串接在IC1光電耦合器輸入端對(duì)其發(fā)光管進(jìn)行限流保護(hù)，發(fā)光管LED對(duì)輸入控制信號(hào)給予指示，VD1對(duì)輸入端的反偏電壓進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)控制端無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，IC1光電耦合器中的光敏三極管呈截止高阻狀態(tài)，V1通過(guò)R2獲得其基極電流使之飽和導(dǎo)通，從而導(dǎo)致V2、V3、V4均處在截止?fàn)顟B(tài)，使其固態(tài)繼電器呈關(guān)斷狀態(tài)。

當(dāng)控制端有信號(hào)輸入時(shí)，IC1中光敏三極管導(dǎo)通，使V1呈截止?fàn)顟B(tài)，從而使V2、V3、V4導(dǎo)通使其固態(tài)繼電器呈接通狀態(tài)，并將電源加至負(fù)載上，直流固態(tài)繼電器的輸出端隨著輸入端信號(hào)的加入而導(dǎo)通，信號(hào)的消失而關(guān)斷。另外，大功率低電壓的直流固態(tài)繼電器的輸出開(kāi)關(guān)普遍采用功率場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)替代功率三極管，以此來(lái)降低輸入功率。

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