什么是固态继电器？固态继电器的原理图解(2)

什么是固态继电器？固态继电器的原理图解（第二页）

二、固态继电器的原理图解

电磁式继电器的特点是被控制电路与控制继电器的电路在结构上是相互隔离的。往往控制继电器的是直流电压，被控制电路的工作电压可以是直流也可以是交流，可以是低电压也可以是高电压，并且有多组转换触头，应用较灵活。

另外，它的系列化工作做得较好、价格便宜，应用范围较广。但这类继电器也有不足之处：触头在高压、大电流转换过程中会产生火花、会引起电磁干扰并有可能产生触头烧损；触头在转换过程时所需的时间较长（10ms左右或更长的吸合时间，干簧式继电器吸合时间约2ms左右）；它是个机电装置，寿命约10的5次方至10的7次方；继电器的工作电压较低时，其电流可达100mA；体积较大。

电晶闸管等作输出级组成

随着电子产品的发展及半导体工艺技术的进步，开发出纯电子器件组成的继电器，由于它没有活动的轭铁及转换触头，所以称它为固态继电器。从光电耦合器说起光电耦合器(下简称光耦)是一种通用光电器件，它由红外发光二极管作输入级、由光电三极管(光敏三极管)、光电晶闸管等作输出级组成，如 上图 所示。上图(a)是光电三极管作输出、 上图 (b)是光电双向晶闸管作输出、 上图 (c)是光电达林顿管输出，它们的输入级都是红外发光二极管。

它们的工作原理是，当输入级通过电流使红外二极管发光时，光电三极管(或光电达林顿管)或光电双向晶闸管被红外光照射而触发，使之导通(相当于开关接通)；当输入级断开电流时，红外发光二极管灭，光电三极管(或光电达林顿管)或光电双向晶闸管截止(相当于开关关断)。它是通过电→光→电的控制过程，输入与输出的电源是隔离的，绝缘电压可达几千伏。

负载RL由直流供电

它们的工作电路如上图所示。上图中负载RL由直流供电，下图中负载由交流供电。从图2及图3也可看出：输出及输入电源是隔离的。

负载由交流供电

图2中，红外发光二极管由VCC供电，Rin为限流电阻，红外发光二极管的正向压降Vf≈1.2V，若Vcc已知，流过红外发光二极管的电流If一般为5~15mA， 负载由交流供电式计算。

输出级由光电三极管组成，负载电阻RL接在发射极与地之间。当Vcc端输入一个正脉冲，在脉冲高电平时，光电三极管被触发导通，Vout输出高电平；当Vcc端输入脉冲低电平时，红外发光二极管灭，光电三极管截止。Vout输出低电平。

若Vdd>Vcc，则输出端Vout相应输出一个幅值大的脉冲。它可用作脉冲幅值放大或用作电平转换。图3的输出级是光电双向晶闸管，它可以工作于220V交流电源来驱动交流负载。红外发光二极管发光时，光电双向晶闸管导通，负载得电；红外发光二极管灭时，负载失电。

光耦从其工作原理来看，它就是一种固态继电器(达林顿管输出的可达1OOmA以上)，但大部分光耦驱动负载的电流较小，主要用于信号隔离传输。一些功率输出大的光耦就是囵态继电器，或称为功率输出光耦。