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什么是無觸點開關,希格斯給你講解一二

2019-05-16 21:49:13      點擊:
什么是無觸點開關?無觸點開關也叫非接觸式開關,非接觸式開關是一種由微控制器和電力電子器件組成的新型開關裝置。它改變電路阻抗值并逐步改變負載電流以完成電路。非接觸式開關的主要特征是沒有可動接觸部件。導通和關斷時沒有弧或火花。它具有動作快,使用壽命長,可靠性高等特點。適用于特殊的環境,如防火,防爆和防潮。
 
非接觸式交換機常見類型#nbsp;
 1.基于光耦晶體管和達林頓管的非接觸式開關##;基于光電晶體管的非接觸式開關稱為光電耦合器(Photocoupler),其工作電阻原理如圖3所示。當輸入端施加正向電壓時,發光二極管(LED)亮起,光電晶體管從集電極產生光電流以供給負載;當輸入端施加反向電壓時,LED不發光,使光電晶體管處于關斷狀態,相當于負載開路。該設備以更高的速度運行,通常在微秒范圍內或更快。從工作原理來看,這些器件主要用于直流負載,也可用于傳輸恒定電流方向的脈沖信號。該設備以更高的速度運行,通常在微秒范圍內或更快。
 
達林頓管是兩個雙極晶體管的復合物。達林頓電子管的最大優點是電流的多級放大,如圖4所示;缺點是飽和管具有大的電壓降。由于兩個晶體管共用集電極,整個達林頓管的飽和電壓等于晶體管Q2的正向偏置電壓和晶體管Q1的飽和電壓之和,而正向偏置電壓遠高于飽和電壓,因此整個達林頓管的飽和電壓特別高,因此當晶體管為導通時功耗為達林頓。
 
飛兆半導體的達林頓光耦合器使用隔離的達林頓輸出配置將輸入光電二極管與主增益和輸出晶體管分開,以實現比傳統的達林頓光電晶體管光耦合器更低的電平輸出飽和電壓(0.1V)和更高的工作速度。該公司在單通道和雙溝通道配置中推出了五款新產品,可在3.3V或5V工作時提供低功耗。雙溝通道HCPL0730和HCPL0731光電耦合器采用5V電壓工作和SOIC8封裝,可實現最佳安裝密度。單通道FOD070L,FOD270L和雙溝通道FOD073L器件工作在3.3V,與傳統的5V器件相比,功耗降低了33%。 NEC的芯片PS2802.1/4,PS27021,PS25021/2/4,PS25621/2等也都是達林頓光耦#nbsp;
 

2.由三端穩壓器實現的非接觸式開關#三端穩壓器是設計人員熟悉的常用廉價設備之一。圖1是采用三端穩壓器設計的開關電路。從控制端子添加的信號確定三端穩壓器是否連接到地導通。如果為導通,則輸出上電,否則輸出等效于斷開。該電路非常簡單,易于調試,并且有多種電壓調節器可用于直流負載控制。缺點是調節器的管壓降會降低輸出電壓,不適合電池供電的設備?梢愿纳频蛪翰钊朔壓器的使用。
 
 3.基于MOS或IGBT的非接觸式開關#;;基于MOS場效應管的非接觸式開關由于耦合模式不同而有很多種類型,如光耦合MOS場效應晶體管(OCMOSFET),原理如圖5所示,虛線內部是內部的原理圖。 OCMOSFET。
 
 
 4;诰чl管器件的非接觸式開關#目前,有很多這樣的器件可供選擇,如意法半導體公司(ST)ACS系列產品。該產品可直接用于控制風機,洗衣機,電機泵等設備,隔離電壓可達500V-1000V以上。圖2是其典型應用電路。這些設備價格低廉,但只能用于交流負載的開關控制。
 
 
霍爾型非接觸式開關工作原理#nbsp;非接觸式開關(non-eontaetswiteh)逐步改變電路阻抗值,逐步改變負載電流,并完成電路通過A型開關器件(見低壓電器)。非接觸式開關的主要特點是沒有移動接觸部件,并且在導通和關斷處沒有出現電弧或火花。
非接觸開關分為磁放大器型非接觸開關,電子管,離子管型非接觸開關和半導體非接觸開關。
磁放大器型非接觸式開關由磁性材料制成。磁放大器鐵芯纏繞有AC繞組和DC繞組。改變DC繞組的DC磁化電流可以改變磁通量鐵芯以改變AC繞組的電抗值。當電路中交流繞組的電抗值最大時,電路電路的電流最小;當鐵芯飽和時,交流繞組的電抗值最小,電流最大。這兩個操作狀態對應于電路的關斷和導通。由于交流繞組的電抗值為鐵芯不是無窮大,因此電路在高電阻下具有一定的輸出電流。這種無接觸式開關具有大的體積和重量,并且當前的轉換速度較慢,這一點較少使用。


非接觸式開關的優點
非接觸式開關在電磁兼容性,可靠性,安全性等方面的優越性是接觸開關所無法比擬的。非接觸式開關由晶閘管控制,因此在PN結內部開啟和關閉,沒有火花,彌補了接觸開關復合時的火花不足,避免了過電流的發生。高壓電路中的火花或空氣故障會導致故障。非接觸式開關的高壓電阻也非常好。例如,當啟動一些大型電動機時,轉子從靜態到旋轉的慣性非常大,導致大的啟動電流(基本上等于短路電流),并且在停機期間慣性繼續運行。這可能導致非常高的電壓,并且可以使用非接觸式開關。
 

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