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PILZ繼電器及在使用中一些問題的探討

更新時(shí)間:2016-12-13 點(diǎn)擊量:934

    PILZ繼電器及在使用中一些問題的探討
    PILZ繼電器是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點(diǎn)開關(guān)器件,它利用電子元件(如開關(guān)三極管、雙向可控硅半導(dǎo)體器件)的開關(guān)特性,可達(dá)到無觸點(diǎn)無火花地接通和斷開電路的目的,因此又被稱為“無觸點(diǎn)開關(guān)”,它問世于70年代,由于它的無觸點(diǎn)工作特性,使其在許多域的電控及計(jì)算機(jī)控制方面得到日益廣范的應(yīng)用。
    PILZ繼電器的原理及結(jié)構(gòu)
    PILZ繼電器按使用場(chǎng)合可以分成交流型和直流型兩大類,它們分別在交流或直流電源上做負(fù)載的開關(guān),不能混用。
    下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理,圖1是它的工作原理框圖,圖1中的部件①-④構(gòu)成交流SSR的主體,從整體上看,SSR只有兩個(gè)輸入端(A和B)及兩個(gè)輸出端(C和D),是一種四端器件。工作時(shí)只要在A、B上加上一定的控制信號(hào),就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”,實(shí)現(xiàn)“開關(guān)”的功能,其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號(hào)提供一個(gè)輸入/輸出端之間的通道,但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電), 以防止輸出端對(duì)輸入端的影響,耦合電路用的元件是“光耦合器”,它動(dòng)作靈敏、響應(yīng)速度高、輸入/輸出端間的緣(耐壓)高;由于輸入端的負(fù)載是發(fā)光二極管,這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號(hào)電平相匹配,在使用可直接與計(jì)算機(jī)輸出接口相接,即受“1”與“0”的邏輯電平控制。觸發(fā)電路的功能是產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號(hào),驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路④工作,但由于開關(guān)電路在不加特殊控制電路時(shí),將產(chǎn)生射頻干擾并以高諧波或尖峰污染電網(wǎng),為此特設(shè)“過零控制電路”。所謂“過零”是指,當(dāng)加入控制信號(hào),交流電壓過零時(shí),PILZ繼電器即為通態(tài);而當(dāng)斷開控制信號(hào)后,SSR要待交流電的正半周與負(fù)半周的交界點(diǎn)(零電位)時(shí),SSR才為斷態(tài)。
    這種設(shè)計(jì)能防止高諧波的干擾和對(duì)電網(wǎng)的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對(duì)開關(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚誤動(dòng)作)而設(shè)計(jì)的,一般是用“R-C”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。圖2是一種典型的交流型PILZ繼電器的電原理圖。、
    直流型的SSR與交流型的SSR相比,無過零控制電路,也不必設(shè)置吸收電路,開關(guān)器件一般用大功率開關(guān)三極管,其它工作原理。不過,直流型SSR在使用時(shí)應(yīng)注意:①負(fù)載為感性負(fù)載時(shí),如直流電磁閥或電磁鐵,應(yīng)在負(fù)載兩端并聯(lián)一只二極管,極性如圖3所示,二極管的電流應(yīng)于工作電流,電壓應(yīng)大于工作電壓的4倍。②SSR工作時(shí)應(yīng)盡量把它靠近負(fù)載,其輸出引線應(yīng)滿足負(fù)荷電流的需要。③使用電源屬經(jīng)交流降壓整流所得的,其濾波電解電容應(yīng)足夠大。
    PILZ繼電器的特點(diǎn)
    SSR成功地實(shí)現(xiàn)了弱信號(hào)(Vsr)對(duì)強(qiáng)電(輸出端負(fù)載電壓)的控制。由于光耦合器的應(yīng)用,使控制信號(hào)所需的功率極低(約十余毫瓦就可正常工作),而且Vsr所需的工作電平與TTL、HTL、CMOS常用集成電路兼容,可以實(shí)現(xiàn)直接聯(lián)接。這使SSR在數(shù)控和自控設(shè)備方面得到廣泛應(yīng)用。在相當(dāng)程度上可取代傳統(tǒng)的“線圈—簧片觸點(diǎn)式”繼電器(簡(jiǎn)稱“MER”)。
    SSR由于是全固態(tài)電子元件組成,與MER相比,它沒有任何可動(dòng)的機(jī)械部件,工作中也沒有任何機(jī)械動(dòng)作;SSR由電路的工作狀態(tài)變換實(shí)現(xiàn)“通”和“斷”的開關(guān)功能,沒有電接觸點(diǎn),所以它有一系列MER不具備的,即工作高、長(zhǎng)壽命(有資料表明SSR的開關(guān)數(shù)可達(dá)108-109,比一般MER的106高幾百倍);無動(dòng)作噪聲;耐振耐機(jī)械沖擊;安裝位置無限制;很容易用緣防水材料灌封做成全密封形式,而且具有良的防潮防霉防腐性能;在防爆和防止臭氧污染方面的性能也。這些特點(diǎn)使SSR可在軍事(如飛行器、火炮、艦船、車載武器系統(tǒng))、化工、井下采煤和各種工業(yè)民用電控設(shè)備的應(yīng)用中大顯身手,具有越MER的技術(shù)。

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