電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）從低壓信號安全地控制高壓系統(tǒng)（如隔離電阻監(jiān)測中的情況）的能力是開發(fā)許多電氣系統(tǒng)所必需的。盡管機電式繼電器和接觸器技術多年來有所改進，但對于設計人員來說，要實現(xiàn)電氣系統(tǒng)壽命可靠性和快速開關速度以及低噪聲、沖擊振動和功耗目標，機電式繼電器和接觸器技術仍然具有很多困難。

機電式繼電器和接觸器技術

繼電器本身作為一種電控制器件，是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”，在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。繼電器這種自動開關元件，本身就帶著隔離功能，所以應用于遙控、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一。

機電式繼電器是電子工程里很常見的繼電器類型，機電繼電器（MCR）是一種傳統(tǒng)的機械式繼電器，它是根據(jù)電流變化而開關狀態(tài)的變化。當電流通過線圈時，可以產生磁場，磁場會吸引極性相反的觸點，這樣觸點就會接通或斷開電路。

機電繼電器技術雖然多年來一直有所改進，但是其應用還是相對受限的。機電繼電器對環(huán)境溫度比較敏感，當環(huán)境溫度過高或者過低，都可能影響其性能表現(xiàn)。在不斷的機械切換過程中，其接觸點磨損較快，而且容易產生電弧和噪音。

所以一般現(xiàn)在只在對響應速度要求不高，不太關注噪聲干擾的應用里才有機電式繼電器的應用。

接觸器則不僅能接通和切斷電路，還具有低電壓釋放保護作用。與機電式繼電器不同的是接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠距離控制，同樣是自動控制系統(tǒng)中的重要元件之一。接觸器的保護作用還是很明顯的，尤其是高壓系統(tǒng)中。

大功率電氣設備在打開和關閉狀態(tài)之間切換產生的電弧，破壞性極強，而很多直流回路中沒有電壓和電流過零來幫助消除這些可能會產生的電弧，就只能通過高壓接觸器的電弧吹滅強制將電流消零。

滅弧是接觸器很特色的功能，不過就其隔離高低壓的性能來說，仍然顯得有些單一了。

固態(tài)繼電器解決設計難題

固態(tài)繼電器SSR，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觸點開關器件，可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的。無觸點的結構讓固態(tài)繼電器較之電磁繼電器可靠性更高、響應速度更快、也不易受到干擾。

電容式和電感式隔離的固態(tài)繼電器采用聚酰亞胺或二氧化硅絕緣，介電強度可以達到300-500VRMS/um，在可靠性上是很突出的。同時，其響應速度大幅領先機電式繼電器，能到us級別，機電式繼電器和光繼電器都無法達到這么快的響應速度。

除此之外，能減少尺寸也是現(xiàn)在的電路設計很看重的。固態(tài)繼電器可以將電源和信號傳輸集成在單一芯片中，盡可能減少其他元器件的使用，顯著減小了解決方案尺寸，同時將BOM成本降低。

不過固態(tài)繼電器的電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差，耐輻射能力也較差，需要嚴格研制EMI，不然工作可靠性會降低。

小結

固態(tài)繼電器的使用能為汽車電氣系統(tǒng)、工業(yè)電氣系統(tǒng)以及儲能電氣系統(tǒng)等高壓系統(tǒng)帶來可靠性的提升，還特別注重小體積、輕重量并結合高性能開關能力，盡可能將內部的耗散功率降低。