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模擬交流固態(tài)繼電器

發(fā)布時間:2012/7/4 19:03:20 訪問次數(shù):750

   ◆由于制造簡繁的原因,交流固態(tài)繼GRM155F51H103ZA01D電器有“過零”和“非過零(即隨機)”兩種類型。非過零型產(chǎn)品在輸入端施加上有效控制信號后,輸出端會立即導(dǎo)通,而過零型產(chǎn)品則要等到負(fù)載正弦波交流電壓在經(jīng)過零區(qū)域(即“過零電壓”,一般約土15V)時才會開啟導(dǎo)通,但它們的關(guān)斷時間是一樣的,都是在負(fù)載交流電壓過零區(qū)域時關(guān)斷。雖然過零型產(chǎn)品有可能造成最大半個周期的延時,但卻減少了對負(fù)載的沖擊和產(chǎn)生的射頻干擾,成為理想的交流開關(guān)器件,因此在控制通斷的場合中應(yīng)用最為廣泛。隨機型產(chǎn)品的特點是反應(yīng)速度快,它可以受控于移相觸發(fā)脈>中信號,達到方便地改變交流電網(wǎng)電壓,從而應(yīng)用于精確調(diào)溫、調(diào)光、調(diào)壓等場合。實際應(yīng)用中,在要求防止射頻干擾產(chǎn)生的場合,應(yīng)選過零型產(chǎn)品為妥。有的場合不必考慮射頻干擾的影響,則可選用價格略低的非過零型產(chǎn)品。但在高速通斷的場合選擇過零型產(chǎn)品時,必須要考慮由于實現(xiàn)過零控制會使輸出端動作時間相對干輸入信號有一個最大不超過被控交流電半個周期的延時問題。
    ◆普通交流固態(tài)繼電器都是按照在工頻電源下工作而設(shè)計生產(chǎn)的。在實際應(yīng)用時,被控交流電源的頻率一般允許在40—60Hz范圍內(nèi),波形要求是正弦波。如在此頻率范圍外或波形不是純正弦波(如夾有方波成分)的情況下,能否正常工作要視具體情況(產(chǎn)品適應(yīng)性、相應(yīng)輔助電路)而定,不能一概而論。另外,固態(tài)繼電器的額定工作電流值隨著工作環(huán)境溫度的升高而下降,故使用固態(tài)繼電器時要特別注意減少其自身發(fā)熱和增強散熱效果。對于必須要在較高溫度下使用的產(chǎn)品,一定要按生產(chǎn)廠家提出的要求留有足夠的電流容量,并且還要采取可靠的散熱措施。
    ◆業(yè)余電子制作或維修時,如果手頭缺少合適的交流固態(tài)繼電器,不妨采用圖4(a)所示的模擬電路來代替,圖中,發(fā)光二極管VD和光敏電阻器RL構(gòu)成光電耦合器,雙向晶閘管VS作為交流開關(guān)。VD用d5mm高亮度紅色發(fā)光二極管,RL用MG45—12型塑料樹脂封裝光敏電阻器,其他@5mm、亮阻<2kC)、暗阻>1MO的光敏電阻器也可代用。VD和RL按照圖4(b)所示,先用塑料膠帶對頂卷好,再套入一段黑色塑料管內(nèi),管的兩端用黑色瀝青或膠粘封好即成。VS可根據(jù)需要采用TLC336A(額定通態(tài)電流3A、斷重復(fù)峰值電壓600V)等任意型號的雙向晶閘管,其額定通態(tài)電流即為模擬固態(tài)繼電器的額定工作電流,斷態(tài)重復(fù)峰值電壓即為模擬固態(tài)繼電器的額定輸出電壓。如被控交流電負(fù)載為220V的感性負(fù)載,可在vs的主電極(第一陽極和第二陽極)兩端并聯(lián)上型號為MYHl-470/1的壓敏電阻器,以防止負(fù)載產(chǎn)生的自感電壓擊穿雙向晶閘管。
    ◆實際使用時,VD和RL構(gòu)成的光電耦合器和雙向晶閘管VS均可直接焊接在電路板上,也可將它們用環(huán)氧樹脂灌封在合適的塑料殼內(nèi),制成與普通成品完全一樣的模擬交流固態(tài)繼電器。這個模擬交流固態(tài)繼電器雖然電路簡單(僅用了3個普通元器件)、造價低(不超過5元),但合理應(yīng)用起來效果不錯。筆者數(shù)年前在自己設(shè)計的霓蛆燈循環(huán)發(fā)光控制器上應(yīng)用了該模擬電路,經(jīng)在單位大門口長期使用,證明工作穩(wěn)定可靠。

              
    ◆固態(tài)繼電器導(dǎo)通后輸出端存在一定電壓降,會不可避免地產(chǎn)生熱量,尤其在大電流工作時更顯突出。為了避免固態(tài)繼電器的溫升超過允許值,在安裝使用時必須要考慮散熱效果和安裝位置。一般對于5A以下的固體繼電器,應(yīng)盡量安裝在機箱通風(fēng)較好的散熱窗旁邊,或冷卻風(fēng)吹到的地方。安裝時應(yīng)與印制電路板保持1—2mm的間距,并可將正下方的印制電路板鏤空,以利散熱。當(dāng)兩只或多只固態(tài)繼電器并排安裝時,應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g距。對10A以上的固態(tài)繼電器,應(yīng)按照廠家提供的具體參數(shù),根據(jù)固態(tài)繼電器實際工作電流大小選配不同面積、不同熱阻的散熱器。安裝時,固態(tài)繼電器的底板和散熱器安裝面之間應(yīng)涂抹導(dǎo)熱硅脂,然后用螺絲擰緊。通常,當(dāng)固態(tài)繼電器工作電流太大或表面溫度接近60C時,應(yīng)使用風(fēng)扇冷卻。

   ◆由于制造簡繁的原因,交流固態(tài)繼GRM155F51H103ZA01D電器有“過零”和“非過零(即隨機)”兩種類型。非過零型產(chǎn)品在輸入端施加上有效控制信號后,輸出端會立即導(dǎo)通,而過零型產(chǎn)品則要等到負(fù)載正弦波交流電壓在經(jīng)過零區(qū)域(即“過零電壓”,一般約土15V)時才會開啟導(dǎo)通,但它們的關(guān)斷時間是一樣的,都是在負(fù)載交流電壓過零區(qū)域時關(guān)斷。雖然過零型產(chǎn)品有可能造成最大半個周期的延時,但卻減少了對負(fù)載的沖擊和產(chǎn)生的射頻干擾,成為理想的交流開關(guān)器件,因此在控制通斷的場合中應(yīng)用最為廣泛。隨機型產(chǎn)品的特點是反應(yīng)速度快,它可以受控于移相觸發(fā)脈>中信號,達到方便地改變交流電網(wǎng)電壓,從而應(yīng)用于精確調(diào)溫、調(diào)光、調(diào)壓等場合。實際應(yīng)用中,在要求防止射頻干擾產(chǎn)生的場合,應(yīng)選過零型產(chǎn)品為妥。有的場合不必考慮射頻干擾的影響,則可選用價格略低的非過零型產(chǎn)品。但在高速通斷的場合選擇過零型產(chǎn)品時,必須要考慮由于實現(xiàn)過零控制會使輸出端動作時間相對干輸入信號有一個最大不超過被控交流電半個周期的延時問題。
    ◆普通交流固態(tài)繼電器都是按照在工頻電源下工作而設(shè)計生產(chǎn)的。在實際應(yīng)用時,被控交流電源的頻率一般允許在40—60Hz范圍內(nèi),波形要求是正弦波。如在此頻率范圍外或波形不是純正弦波(如夾有方波成分)的情況下,能否正常工作要視具體情況(產(chǎn)品適應(yīng)性、相應(yīng)輔助電路)而定,不能一概而論。另外,固態(tài)繼電器的額定工作電流值隨著工作環(huán)境溫度的升高而下降,故使用固態(tài)繼電器時要特別注意減少其自身發(fā)熱和增強散熱效果。對于必須要在較高溫度下使用的產(chǎn)品,一定要按生產(chǎn)廠家提出的要求留有足夠的電流容量,并且還要采取可靠的散熱措施。
    ◆業(yè)余電子制作或維修時,如果手頭缺少合適的交流固態(tài)繼電器,不妨采用圖4(a)所示的模擬電路來代替,圖中,發(fā)光二極管VD和光敏電阻器RL構(gòu)成光電耦合器,雙向晶閘管VS作為交流開關(guān)。VD用d5mm高亮度紅色發(fā)光二極管,RL用MG45—12型塑料樹脂封裝光敏電阻器,其他@5mm、亮阻<2kC)、暗阻>1MO的光敏電阻器也可代用。VD和RL按照圖4(b)所示,先用塑料膠帶對頂卷好,再套入一段黑色塑料管內(nèi),管的兩端用黑色瀝青或膠粘封好即成。VS可根據(jù)需要采用TLC336A(額定通態(tài)電流3A、斷重復(fù)峰值電壓600V)等任意型號的雙向晶閘管,其額定通態(tài)電流即為模擬固態(tài)繼電器的額定工作電流,斷態(tài)重復(fù)峰值電壓即為模擬固態(tài)繼電器的額定輸出電壓。如被控交流電負(fù)載為220V的感性負(fù)載,可在vs的主電極(第一陽極和第二陽極)兩端并聯(lián)上型號為MYHl-470/1的壓敏電阻器,以防止負(fù)載產(chǎn)生的自感電壓擊穿雙向晶閘管。
    ◆實際使用時,VD和RL構(gòu)成的光電耦合器和雙向晶閘管VS均可直接焊接在電路板上,也可將它們用環(huán)氧樹脂灌封在合適的塑料殼內(nèi),制成與普通成品完全一樣的模擬交流固態(tài)繼電器。這個模擬交流固態(tài)繼電器雖然電路簡單(僅用了3個普通元器件)、造價低(不超過5元),但合理應(yīng)用起來效果不錯。筆者數(shù)年前在自己設(shè)計的霓蛆燈循環(huán)發(fā)光控制器上應(yīng)用了該模擬電路,經(jīng)在單位大門口長期使用,證明工作穩(wěn)定可靠。

              
    ◆固態(tài)繼電器導(dǎo)通后輸出端存在一定電壓降,會不可避免地產(chǎn)生熱量,尤其在大電流工作時更顯突出。為了避免固態(tài)繼電器的溫升超過允許值,在安裝使用時必須要考慮散熱效果和安裝位置。一般對于5A以下的固體繼電器,應(yīng)盡量安裝在機箱通風(fēng)較好的散熱窗旁邊,或冷卻風(fēng)吹到的地方。安裝時應(yīng)與印制電路板保持1—2mm的間距,并可將正下方的印制電路板鏤空,以利散熱。當(dāng)兩只或多只固態(tài)繼電器并排安裝時,應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g距。對10A以上的固態(tài)繼電器,應(yīng)按照廠家提供的具體參數(shù),根據(jù)固態(tài)繼電器實際工作電流大小選配不同面積、不同熱阻的散熱器。安裝時,固態(tài)繼電器的底板和散熱器安裝面之間應(yīng)涂抹導(dǎo)熱硅脂,然后用螺絲擰緊。通常,當(dāng)固態(tài)繼電器工作電流太大或表面溫度接近60。C時,應(yīng)使用風(fēng)扇冷卻。

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