固態(tài)繼電器全部采用電子元器件,從而相對于電磁繼電器擁有很多的優(yōu)點(diǎn),但是也有一些局限性。下面表格展示了固態(tài)繼電器與電磁繼電器各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
電磁繼電器
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優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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*低的殘留輸出電壓 *不需散熱片 *價(jià)格便宜 *可以提供多組觸點(diǎn)和常開常閉觸點(diǎn) *無漏電流 *AC和DC兼容 *尺寸緊湊 |
*最大開關(guān)頻率有限(5-10Hz) *動(dòng)作有噪音 *產(chǎn)生電磁干擾 *觸點(diǎn)壽命有限 *開關(guān)動(dòng)作不能完全同步 *觸點(diǎn)跳動(dòng) *大電流操作性能差,會(huì)產(chǎn)生電弧 *與數(shù)字回路聯(lián)接需接口 *控制功率高,通常高于200mW |
固態(tài)繼電器
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優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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*控制功率低,通常10-50mW *可以實(shí)現(xiàn)同步開關(guān) *可以實(shí)現(xiàn)一部開關(guān) *在同步開關(guān)模式中,電磁干擾低 *長壽命,是電磁繼電器的50-100倍 *響應(yīng)時(shí)間快 *無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件 *無機(jī)械勞損 *與數(shù)字電路兼容 *抗震動(dòng),抗沖擊 *防腐防潮 *無噪音動(dòng)作 |
*有殘留輸出電壓1-1.6V *輸出只能是AC或者DC,不能兼容 *通常需要散熱片 *不適用小輸出信號 *存在漏電流 *只有單一觸點(diǎn) |
這兩個(gè)表格顯示,在常規(guī)的開關(guān)應(yīng)用中,固態(tài)繼電器相對電磁繼電器沒有明顯的劣勢。通過比較,我們得了解固態(tài)繼電器應(yīng)用的某些局限性,這些都會(huì)影響到我們最后的繼電器選擇類型。
首先,我們要接受這樣一種概念:沒有一種繼電器可以適合所有的應(yīng)用場合。繼電器的應(yīng)用很大程度上取決于機(jī)械和電氣環(huán)境,因此不可能定義出一套精確的選擇參數(shù)來指導(dǎo)用戶做出繼電器的最佳選擇。因此,只能根據(jù)每個(gè)具體的應(yīng)用來做出繼電器最終選擇。
選擇使用固態(tài)繼電器的主要原因
*繼電器壽命
在使用正確的情況下,固態(tài)繼電器長時(shí)間使用壽命和高可靠性是它最重要的特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中,固態(tài)繼電器的觸點(diǎn)可永久使用,而電磁繼電器的觸點(diǎn)會(huì)受到勞損,腐蝕,粘結(jié)等的影響。電磁繼電器會(huì)由于運(yùn)動(dòng)部件(彈簧,電磁鐵)的損壞而出現(xiàn)故障,通常固態(tài)繼電器的壽命是電磁繼電器壽命的50-100倍。
*長期使用價(jià)格便宜
價(jià)格因素是繼電器選擇的重要考慮因素。初次購買成本,在同樣的技術(shù)要求條件下,電磁繼電器通常低于固態(tài)繼電器。然而,這并沒考慮到電磁繼電器的使用壽命,沒有考慮以后由于監(jiān)測,維護(hù),更換電磁繼電器所產(chǎn)生的費(fèi)用。
同樣在控制回路中,使電磁繼電器與控制線路之間能夠匹配的費(fèi)用通常也沒有考慮到,這個(gè)費(fèi)用通常也是很高的。為了有效消除電磁繼電器觸點(diǎn)震動(dòng)產(chǎn)生的干擾,也會(huì)帶來其他的費(fèi)用。
*控制功率
電磁繼電器對控制信號的敏感度只有固態(tài)繼電器的二十分之一,也就是說,在獲得同樣的輸出功率的情況下,電磁繼電器所需的功率通常是固態(tài)繼電器所需功率的10-20倍。而固態(tài)繼電器控制所需功率只需200-500mW,低消耗功率可以與數(shù)字電路系統(tǒng)直接兼容。
*環(huán)境抵抗力
環(huán)境抵抗力是一個(gè)非常復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn),但固態(tài)繼電器始終在這方面具有優(yōu)勢。固態(tài)繼電器具有良好的機(jī)械性能,因?yàn)樗鼪]有運(yùn)動(dòng)部件。固態(tài)繼電器樹脂包裝外殼使它具有良好的抗震動(dòng),抗沖擊,抗腐蝕性能。此外,濕度對固態(tài)繼電器幾乎沒有影響,只是稍微降低它的絕緣性能。而電磁繼電器對濕度非常敏感,長期高濕度會(huì)使電磁繼電器產(chǎn)生腐蝕。
*開關(guān)速率
開關(guān)速率通常也是選擇固態(tài)繼電器還是電磁繼電器的一個(gè)重要因素?？刂祈憫?yīng)速率在某些過程控制貨機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用中非常重要,甚至至關(guān)重要。在某些特殊功率因素很低的應(yīng)用場合,電磁繼電器是不能使用的。還有在一些確保開關(guān)穩(wěn)定,不允許有跳動(dòng)的場合,不能使用電磁繼電器。
*電磁輻射
固態(tài)繼電器可以在回路電壓過零點(diǎn)的時(shí)侯開關(guān)負(fù)載,從而在相當(dāng)程度上限制瞬態(tài)現(xiàn)象,避免電流浪涌及產(chǎn)生的電磁輻射。在某些功率因素很低,開關(guān)必須穩(wěn)定,不允許有振動(dòng)的場合,就必須選用固態(tài)繼電器。
此外,在選擇繼電器過程中,更多的技術(shù)參數(shù)需要考率,在后面的章節(jié)中,我們會(huì)更詳細(xì)地來描述。
固態(tài)繼電器與電磁繼電器之間最基本的技術(shù)差別
動(dòng)作模式
電磁繼電器只能以異步的方式對負(fù)載實(shí)現(xiàn)開關(guān),也就是說觸點(diǎn)的開關(guān)只是單獨(dú)由控制信號控制,與電源信號在時(shí)間上沒有任何關(guān)系。而固態(tài)繼電器可以同步方式實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。從而可以實(shí)現(xiàn)除異步方式開關(guān)外的以下一些開關(guān)模式:
*異步模式
*電壓零點(diǎn)或峰值同步模式
*相位角模式
*脈沖模式
特殊注意和輸出回路保護(hù)
固態(tài)繼電器是全部電子式結(jié)構(gòu),這就要除在輸出回路采用一些保護(hù)之外,還需預(yù)先考慮到一些注意點(diǎn)。這些包括:
A)采用的保護(hù)措施,可以根據(jù)固態(tài)繼電器所帶的負(fù)載類型來確定,這些措施通常已經(jīng)被制造商集成到固態(tài)繼電器的制造過程中去了。這些措施主要包括在AC電源回路中的瞬態(tài)保護(hù)。
*RC過濾組件,用于保護(hù)電壓突變產(chǎn)生瞬態(tài)電壓。
*采用可變電阻或TVS管來保護(hù)瞬態(tài)和高能量浪涌。
B)其他一些保護(hù)措施取決于負(fù)載和外部回路特性,這可由使用者自己完全來確定和改善。
*采用快速熔斷器或某些斷路器來提供短路保護(hù)。
*將固態(tài)繼電器安裝在合適的散熱片上,改善導(dǎo)熱效果,來改善熱保護(hù)。