機(jī)械繼電器長期以來一直是電氣控制系統(tǒng)的支柱。這些器件用于提供邏輯動作序列，并在控制和負(fù)載電壓之間放大。多年來，機(jī)械繼電器一直是所有工業(yè)電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分。繼電器包含兩個關(guān)鍵任務(wù)，其中一個通常由可編程控制取代。然而，第二個功能仍然是控制系統(tǒng)架構(gòu)的重要組成部分。

繼電器的兩個主要功能

繼電器的第一個功能是提供電路的邏輯序列，允許輸入設(shè)備的各種組合按照非常具體的邏輯步驟驅(qū)動輸出機(jī)械。梯形圖的第一種形式是由這些順序繼電器邏輯電路構(gòu)建的，后來這些梯形圖被數(shù)字邏輯控制器采用。

設(shè)計(jì)用于5 伏直流輸入的小型機(jī)電繼電器，旨在安裝到印刷電路板中。

安裝繼電器的第二個主要目的是放大和隔離較小的電壓控制電路與驅(qū)動較大工業(yè)負(fù)載設(shè)備的大電壓和電流。

控制電路，包括開關(guān)和按鈕以及數(shù)字控制器模塊，保持低電壓，以確保操作員的安全，并最大限度地減少小型印刷電路板的空間。

較大的電壓需要更多的導(dǎo)線之間的物理空間，以降低電弧產(chǎn)生火花的風(fēng)險(xiǎn)。線圈以更小、更安全的電壓電平工作，觸點(diǎn)允許電流在更高的電壓水平動。

機(jī)械跟固態(tài)

繼電器的基本結(jié)構(gòu)是相同的，無論是機(jī)械的還是固態(tài)的。控制電壓施加到設(shè)備的“線圈”側(cè)，一旦通電，許多觸點(diǎn)打開或關(guān)閉以打開或關(guān)閉負(fù)載設(shè)備電路。

典型的固態(tài)繼電器。該繼電器設(shè)計(jì)用于3.5-32 伏輸入，這是相當(dāng)正常的，但只能與直流負(fù)載設(shè)備一起使用，在 60 安培電流下高達(dá) 3 伏。

繼電器有兩種變體。機(jī)電版本從控制電子設(shè)備的一開始就已經(jīng)存在。較新的固態(tài)繼電器采用半導(dǎo)體技術(shù)運(yùn)行，通常基于硅晶體管的變化。

雖然它們可以完成許多相同的任務(wù)，但工作原理差異很大，以至于需要對比兩種設(shè)備之間的區(qū)別。

控制輸入

機(jī)械繼電器使用線圈產(chǎn)生磁場，利用電感原理。磁場吸引擺動臂來接合觸點(diǎn)。

固態(tài)繼電器輸入為內(nèi)部構(gòu)建的LED 供電，內(nèi)部集成了適當(dāng)?shù)南蘖?a target="_blank">電阻器。來自LED的光為接觸側(cè)的光響應(yīng)放大器供電。

控制電壓

機(jī)械繼電器使用特定額定的交流或直流電壓作為線圈輸入，它可以從計(jì)算機(jī)電路上的3.3v 到直流中的 24v 不等，或者從 24v 到 120v 或更高的交流電源。每個繼電器僅使用一個電壓工作。要使用兩個電壓意味著您必須有兩個不同型號的繼電器。

固態(tài)繼電器接受直流輸入，通常輸入范圍很廣。通常從3 到 32 的任何地方都是一個公共范圍，并且可以為該范圍內(nèi)的任何控制電壓安裝單個 SSR。

輸出觸點(diǎn)

機(jī)械繼電器始終包括一組或多組物理觸點(diǎn)，這些物理觸點(diǎn)隨著線圈施加磁場而打開或關(guān)閉。

最常見的是每個觸點(diǎn)組包括一個公共電源端子，以及用于常開(NO) 觸點(diǎn)和常閉 (NC) 的單獨(dú)端子。

這稱為雙擲。可能有一個、兩個或四個觸點(diǎn)組(稱為極點(diǎn))，但可以找到其他變體。這導(dǎo)致了單刀雙擲(SPDT) 或雙刀雙擲 (DPDT) 等命名約定。

固態(tài)繼電器沒有物理觸點(diǎn)組，只有晶體管變體(可控硅整流器SCR或類似的TRIAC等)。大多數(shù) SSR 僅包含一個觸點(diǎn)組，而此觸點(diǎn)僅包含一個常開 (NO) 電路。這將簡單地稱為SPST結(jié)構(gòu)。

觸點(diǎn)電壓

機(jī)械繼電器的結(jié)構(gòu)類似于開關(guān)，因此它們可以處理交流或直流。必須注意永遠(yuǎn)不要超過最大額定電壓，否則可能發(fā)生危險(xiǎn)的電弧，對于每個電壓，只能使用一定的電流限制來防止關(guān)閉和打開時(shí)釋放危險(xiǎn)的能量。

固態(tài)繼電器不像機(jī)械類型那樣存在電弧跳過開路觸點(diǎn)的問題。相反，如果對材料施加過高的電壓，這些敏感的半導(dǎo)體器件將被破壞和燃燒，因此無論如何，您必須注意額定電壓。

它們也會因電流過大而損壞，因?yàn)楣虘B(tài)設(shè)備無法物理斷開連接。總會有小阻力，產(chǎn)生熱量。為了獲得最佳性能，請嘗試找到具有盡可能小的“導(dǎo)通電阻”值的器件。

固態(tài)繼電器的極性

關(guān)于SSR結(jié)構(gòu)的一個重要事實(shí)是，在輸出側(cè)，它可能由高功率場效應(yīng)晶體管(FET)或三端雙向可控硅組成。任一設(shè)備都可以使用光敏組件進(jìn)行切換，但每個設(shè)備都有特定的用途。

FET 專為直流負(fù)載設(shè)計(jì)，不允許交流負(fù)載激活。對于TRIAC也是如此，由于這些設(shè)備使用交流波運(yùn)行，因此它只能正確激活和停用交流負(fù)載。

如果使用固態(tài)繼電器，請查看觸點(diǎn)側(cè)，并注意電壓、電流以及交流或直流負(fù)載切換的重點(diǎn)。

機(jī)械繼電器和固態(tài)繼電器的設(shè)計(jì)都考慮到了一個目標(biāo)- 輸入電壓激活輸出觸點(diǎn)。它們的操作方法非常不同，因此在某些情況下，一種可能優(yōu)于另一種。

審核編輯：湯梓紅