固态继电器工作原理演示幻灯片.ppt

固态继电器内容1.固态继电器的介绍1.3固态继电器的优缺点1）优点：固态继电器工作可靠，寿命长，无噪声，无火花，无电磁干扰，开关速度快，抗干扰能力强，且体积小，耐冲击，耐振荡，防爆、防潮、防腐蚀、能与逻辑电路兼容，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。2）缺点:主要不足是存在通态压降（需相应散热措施），有断态漏电流，交直流不能通用，触点组数少，另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。1.4固态继电器与普通继电器的区别固态继电器是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。固态继电器与传统的电磁继电器相比，是一种没有机械，不含运动零部件的继电器，但具有与电磁继电器本质上相同的功能。下面以电磁继电器与相应固态继电器比较说明它们的区别:1）结构区别:电磁继电器利用输入电路内电路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的;固体继电器用电子元件履行其功能而无机械运动构件，输入和输出是隔离的。2）工作方式区别:电磁继电器是利用电磁感应的原理，通过电磁铁的力量来控制电路通断，因此，用直流电接线圈，触点可以通交、直流电;固态继电器依靠半导体器件和电子元件的电、磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能，因此，分直流输入-交流输出型、直流输入-直流输出型、交流输入-交流输出型、交流输入-直流输出型。3）工作状态区别:电磁继电器利用衔铁间产生的吸力作用，通、断电路，因此，动作反应慢、有噪声、寿命有限;固态继电器响应快，运行无噪音，寿命长。4）使用环境:温度、湿度、大气压力(海拔高度)、砂尘污染、化学气体和电磁干扰等要素影响中，电磁继电器普遍不如固态继电器。5）电气性能区别:电磁继电器与相应固态继电器比较，前者驱动简单，但功耗大，隔离好，短时过载耐受性好，控制大电流、大功率场合不如后者，控制动作濒繁的电路时，寿命不如后者长。2.固态继电器工作原理2.1常用固态继电器的电路图1）下图是交流固态继电器原理图2）下图是直流固态继电器原理图2.2固态继电器内部电子元器的介绍N型、P型其实是针对载流子来说的，载流子分为电子和空穴，如果材料以电子载流子导电为主那么就叫N型，如果以空穴载流子导电为主那么就叫P型。因为电子带负电，所以N是negaTIve的缩写;而空穴带正电，所以P是posiTIve的缩写。在PN结两端外加电压，称为给PN结以偏置电压，给PN结加正向偏置电压，即P区接电源正极，N区接电源负极，此时称PN结为正向偏置。反之为反向偏置。2）光电耦合器光电耦合器主要是由两部分组成，分别是发光源和受光器，这两部分的元件都同时处于一个密闭的空间中，而且彼此之间都是用绝缘的透明壳体隔离。电流工作的方式是以发光源的接线口为输入端，电流从这里进入。以受光器的接线口为输出端，电流从这里输出。当电流进入到发光源中，发光的元件受到电流作用发光，而且光的亮度会因为输入电流的大小而改变。当光照到受光器上，受光器发生反应，电流从这里输出就会成为光电流。光电耦合器主要应用在各种电路中，能够对调节电流的状态，对电路起到一定的保护作用。狭义上，三极管指双极型三极管，是最基础最通用的三极管。三极管工作状态：分别为三种：放大，饱和，截止电流放大：下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。饱和，截止状态（开关状态）：因为受到电阻Rc的限制（Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压），集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱