開關(guān)繼電器接插件及其選用PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 開關(guān)繼電器接插件及其選用開關(guān)繼電器接插件及其選用 6.1 常見的開關(guān) 6.1.1 6.1.1 常見的開關(guān)的種類常見的開關(guān)的種類 按極數(shù)、位數(shù)：按極數(shù)、位數(shù)： 單極單位開關(guān)、雙極雙位開關(guān)、單極多位開關(guān)、多單極單位開關(guān)、雙極雙位開關(guān)、單極多位開關(guān)、多 極單位開關(guān)和多極多位開關(guān)。極單位開關(guān)和多極多位開關(guān)。 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 波動開關(guān)、琴鍵開關(guān)、按鈕開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、滑動波動開關(guān)、琴鍵開關(guān)、按鈕開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、滑動 開關(guān)、薄膜開關(guān)、水銀開關(guān)等開關(guān)、薄膜開關(guān)、水銀開關(guān)等 第1頁/共37頁 第2頁/共37頁 第3頁/共37頁 第4頁/共37頁 第5頁/共37頁 最大額定電壓 最大額定電流

2、接觸電阻：開關(guān)接觸時，“接觸對”導(dǎo)體間的電阻值。一 般在0.02以下，使用久的開關(guān)在0.10.8 。 絕緣電阻。一般在100M以上。 壽命，500010000次。 6.1.2 開關(guān)的主要參數(shù) 第6頁/共37頁 薄膜開關(guān):自身帶印刷線路的按 鍵。通常最上層是由PET或PC材 料組成的面板，下面是可導(dǎo)電的 印刷線路，中間是隔離層，最下 層部份通常是PET材料上印刷觸 點(diǎn)及連接線路 。用手指按上層 部位的按鍵時,其上層觸點(diǎn)與下 層部位的觸點(diǎn)相應(yīng)部位接觸而形 成電流連接。 6.2 薄膜開關(guān) 6.2.1 薄膜開關(guān)的結(jié)構(gòu)與性能 第7頁/共37頁 特點(diǎn)：1.由于封閉式結(jié)構(gòu)及防水構(gòu)造,適用于任何環(huán)境, 2.價

3、位低,可信賴性高, 3.超薄形結(jié)構(gòu)及柔軟性好 4.單純組裝,多功能 5.可進(jìn)行鼓泡及可使用窩仔(Metal Dome) 6.表面可裝燈. 7.壽命長.一般大于100萬次 第8頁/共37頁 第9頁/共37頁 6.3.3 水銀導(dǎo)電開關(guān)的結(jié)構(gòu)與性能 一種玻璃水銀導(dǎo)電開關(guān)，它由玻璃外殼、電極絲、水 銀柱構(gòu)成，電極絲是由粗銅絲，玻璃外殼是由普通電子 玻璃構(gòu)成。利用水銀柱面與電極接觸，從而決定電路的 “通”或“斷”。 6.3 水銀導(dǎo)電開關(guān) 第10頁/共37頁 6.4.1 電磁繼電器的工作原理 當(dāng)線圈通電以后，鐵心被磁化產(chǎn)生足夠大的電磁力， 吸動銜鐵并帶動簧片，使動觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)閉合或分開； 當(dāng)線圈斷電后，電

4、磁吸力消失，銜鐵返回原來的位置 ，動觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)又恢復(fù)到原來閉合或分開的狀態(tài)。 6.4 電磁繼電器 第11頁/共37頁 (1) 額定工作電壓、額定工作電流：是指繼電器在正常工作 時加在線圈兩端的電壓。是指繼電器在正常電壓時要通過線 圈的電流。 (2) 線圈直流電阻：是指繼電器線圈的直流電阻值 (3) 接點(diǎn)電阻：若接觸電阻不理想，可用砂紙擦清接點(diǎn)表面 。(4) 吸合電壓、吸合電流：繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最 小電壓值（最小電流值）稱為吸合電壓（吸合電流）。 為了能夠使繼電器的吸合動作可靠，必須給線圈加上等 于或稍大于額定電壓(電流)的實際電壓值，一般為額定值的 1.31.5倍。 6.4.2 電磁

5、繼電器的測試 第12頁/共37頁 (5) 釋放電壓、釋放電流：使繼電器從吸合狀態(tài)到釋放狀態(tài) 所需的最大電壓值（最大電流值），就稱釋放電壓（釋 放電流）。 一般釋放電壓是吸合電壓10%15%，若釋放電壓小 于1/10的吸合電壓，說明繼電器壞。 (6) 吸合時間：是指給繼電器線圈通電后，觸點(diǎn)從釋放狀態(tài) 到吸合狀態(tài)所需要的時間間隔。 第13頁/共37頁 干簧管：在玻璃管內(nèi)封裝兩個或三個由既導(dǎo)磁又導(dǎo)電材 料做成的簧片所組成的開關(guān)元件。玻璃管內(nèi)充有惰性氣體 或者真空。管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間 隙或相互接觸以構(gòu)成開關(guān)的常開或常閉接點(diǎn)，如圖a所示。 6.4.3 干簧繼電器（又稱干式舌簧管，磁

6、控管 ） 第14頁/共37頁 當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管時或者由繞在干簧管上面的線圈 通電后形成磁場使簧片磁化時，簧片的接點(diǎn)都會感應(yīng)出極性 相反的磁極，如圖b所示。由于磁極極性相反而相互吸引， 當(dāng)吸引的磁力超過簧片的抗力時，分開的接點(diǎn)便會吸合。 第15頁/共37頁 與外界大氣隔絕，減少了接點(diǎn)火花所引起的接點(diǎn) 氧化和碳化。 由于簧片尺寸很短，可以提高其固有的耐振頻率 ，加速了接點(diǎn)的通斷速度。干簧管的接通和釋放時間 要比電磁繼電器小得多，一般為13ms。 自行車公里計：在輪胎上粘上磁鐵，在一旁固定 上干簧管構(gòu)成的。 第16頁/共37頁 固態(tài)繼電器(SolidStateRelays,縮寫SSR)是一種無觸

7、 點(diǎn)電子開關(guān)，采用混合工藝組裝來實現(xiàn)控制回路與負(fù)載 回路的電隔離及信號耦合，內(nèi)部無任何可動部件，由固 態(tài)器件實現(xiàn)負(fù)載的通斷切換功能。 主要是利用大功率三極管，功率場效應(yīng)管，單項可控 硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達(dá)到無觸點(diǎn)，無 火花地接通和斷開被控電路。 6.5 固態(tài)繼電器 第17頁/共37頁 6.5.1 交流型SSR 第18頁/共37頁 1.交流固態(tài)繼電器（過零型）原理 四端有源器件。其中兩個端子為輸入控制端,另 外兩端為輸出受控端, 在輸入端加上直流或脈沖信號,輸出端就能從關(guān) 斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài),來控制較大負(fù)載。 第19頁/共37頁 SSR組成：在輸入電路控制端加入信號后，IC1光電

8、耦合 器內(nèi)光敏三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，100電阻串接對輸入信號進(jìn)行 限流。VD1可防止當(dāng)輸入信號正負(fù)極性接反。 VT使繼電器在電壓過零時開啟、負(fù)載電流過零時關(guān)斷。 當(dāng)IC1截止時，VT通過100K獲得基極電流使之飽和導(dǎo)通,從 而使SCR可控硅觸發(fā)電壓箝在低電位而關(guān)斷，導(dǎo)致TRIAC雙向可 控硅在門極控制端上無觸發(fā)脈沖而處于關(guān)斷狀態(tài)。 第20頁/共37頁 當(dāng)有觸發(fā)信號，當(dāng)IC1導(dǎo)通時,VT處截止?fàn)顟B(tài)，SCR可控硅 導(dǎo)通 ,從而使TRIAC雙向可控硅也獲得觸發(fā)信號也呈導(dǎo)通狀態(tài) 。 如此時控制端信號關(guān)斷后,負(fù)載電流也隨之減小至TRIAC 雙向可控硅的維持電流IH時可自行關(guān)斷,切斷負(fù)載電源。 第21頁/共3

9、7頁 在交流電源輸入端，并接RC浪涌吸收回路。 第22頁/共37頁 交流過零型固態(tài)繼電器，因有其電壓過零時開啟，負(fù)載電 流過零時關(guān)斷的特性。它的最大接通、關(guān)斷時間是半個電源 周期，在負(fù)載上可得到一個完整的正弦波形。也相應(yīng)的減少 了對負(fù)載的沖擊。產(chǎn)生的射頻干擾也大大減少。過零型與隨 機(jī)型的工作波形圖分別見圖2和圖3。 第23頁/共37頁 6.5.2 直流型SSR 當(dāng)控制端無信號輸入時，IC1光電耦合器中的光敏三極 管呈截止高阻狀態(tài) ，VT1截止,從而導(dǎo)致 VT2在截止?fàn)顟B(tài)， 使其固態(tài)繼電器呈關(guān)斷狀態(tài)。 第24頁/共37頁 當(dāng)控制端有信號輸入時，IC1中光敏三極管導(dǎo)通，使 VT1呈導(dǎo)通狀態(tài)，從而使

10、VT2導(dǎo)通使其固態(tài)繼電器呈接通狀態(tài) ，并將電源加至負(fù)載上，直流固態(tài)繼電器的輸出端隨著輸入 端信號的加入而導(dǎo)通，信號的消失而關(guān)斷。 大功率低電壓的直流固態(tài)繼電器的輸出開關(guān)普遍采用功 率場效應(yīng)管來替代功率三極管,以此來降低輸入功率。 第25頁/共37頁 第26頁/共37頁 第27頁/共37頁 1.交流固態(tài)繼電器（過零型）原理 四端有源器件。其中兩個端子為輸入控制端,另 外兩端為輸出受控端, 在輸入端加上直流或脈沖信號,輸出端就能從關(guān) 斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài),來控制較大負(fù)載。 第28頁/共37頁 SSR組成：在輸入電路控制端加入信號后，IC1光電耦合 器內(nèi)光敏三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，R1串接電阻對輸入信號進(jìn)

11、行限 流。VD1可防止當(dāng)輸入信號正負(fù)極性接反時以保護(hù)光耦I(lǐng)C1。 V1使固態(tài)繼電器在電壓過零時開啟、負(fù)載電流過零時關(guān) 斷。當(dāng)IC1截止時，V1通過R2獲得基極電流使之飽和導(dǎo)通,從 而使 SCR可控硅門極觸發(fā)電壓被箝在低電位而關(guān)斷，導(dǎo)致BTA 雙向可控硅在門極控制端R6上無觸發(fā)脈沖而處于關(guān)斷狀態(tài)。 第29頁/共37頁 如電源電壓經(jīng)R2與R3分壓，A處電壓VAVBE1時（無觸發(fā)信 號），V1處飽和導(dǎo)通狀態(tài)，SCR、BTA可控硅都處于關(guān)斷狀態(tài)； 如電源電壓經(jīng)R2與R3分壓，A處電壓VAVBE1時（有觸發(fā)信 號），V1處截止?fàn)顟B(tài)，SCR可控硅導(dǎo)通 ,從而使 BTA在R6上也獲 得觸發(fā)信號也呈導(dǎo)通狀態(tài)。

12、如此時控制端信號關(guān)斷后,負(fù)載電流 也隨之減小至BTA雙向可控硅的維持電流IH時可自行關(guān)斷,切斷 負(fù)載電源。 第30頁/共37頁 在交流電源輸入端，并接RC浪涌吸收回路。 第31頁/共37頁 交流過零型固態(tài)繼電器，因有其電壓過零時開啟，負(fù)載電 流過零時關(guān)斷的特性。它的最大接通、關(guān)斷時間是半個電源 周期，在負(fù)載上可得到一個完整的正弦波形。也相應(yīng)的減少 了對負(fù)載的沖擊。而在相應(yīng)的控制回路中產(chǎn)生的射頻干擾也 大大減少。過零型與隨機(jī)型的工作波形圖分別見圖2和圖3。 第32頁/共37頁 6.5.2 直流型SSR 當(dāng)控制端無信號輸入時，IC1光電耦合器中的光敏三極 管呈截止高阻狀態(tài) ，V1通過R2獲得其基極電流使之飽和導(dǎo) 通（R3R4）,從而導(dǎo)致 V2、V3、V4均處在截止?fàn)顟B(tài)，使 其固態(tài)繼電器呈關(guān)斷狀態(tài)。 第33頁/共37頁