下面分别介绍一下这两种隔离电路,是一种由固

来源:http://www.luxury-heritage.com 作者:生活家居 人气:197 发布时间:2019-10-01
摘要:固态继电器(Solid StateRelay,缩写SSR),是由微电子电路,分立电子器件,电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的

固态继电器(Solid State Relay,缩写SSR),是由微电子电路,分立电子器件,电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号,达到直接驱动大电流负载。由于寿命长、可靠度高、灵敏度高等特性使得固态继电器在各行各业中应用广泛。但是固态继电器型号并不是单一的,也就是说不同领域所应用的固态继电器型号的不一样的。

固态继电器,简称SSR。它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件,单相SSR为四端有源器件,其中两个输入控制端,两个输出端,输入输出间为光隔离,输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后,输出端就能从断态转变成通态。

问题:详细讲一下原理

固态继电器是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关,利用电子组件(如开关三极管、双向可控硅等半导体组件)的开关特性,达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的,因此又被称为“无触点开关”。但是它用途广泛,在计算机外围接口设备、恒温系统、信号等、仪表仪器、自动洗衣机等等都有使用。那固态继电器型号都有哪些呢,在使用时用该如何选择呢,下面就随我一起来了解一下。

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TTL、DTL、HTL等逻辑电路兼容,以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。主要不足是存在通态压降,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。

回答:

图片 1

固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置,电炉加热恒温系统,数控机械,遥控系统、工业自动化装置;信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统。

在用单片机控制电磁铁、直流马达等大电流负载时,为了防止这些大电流负载工作时对单片机电路产生干扰,有时需要对它们进行电路隔离。一般常用的隔离方法是光电耦合器隔离和继电器隔离。下面分别介绍一下这两种隔离电路。

什么是固态继电器

固态继电器是一种无触点电子开关,由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片,采用混合工艺组装来实现控制回路与负载回路的电隔离及信号耦合,由固态器件实现负载的通断切换功能,内部无任何可动部件。尽管市场上的固态继电器型号规格繁多,但它们的工作原理基本上是相似的。主要由输入电路,驱动电路和输出电路三部分组成。

1、光电耦合器隔离电路

图片 2▲ 光电耦合器隔离电路。

在用单片机进行调温、调速控制时,为了防止大电流负载工作时对干扰单片机电路产生干扰,一般可以采用光电耦合器进行电路隔离。上图中,单片机I∕O口输出的控制信号加至光电耦合器MOC3041的输入端,使其内部的发光二极管工作,将单片机输出的电信号转为光信号,并通过输出端去控制双向可控硅的工作,这样即可实现大电流负载RL与单片机电路之间的隔离。图片 3▲ MOC3041光电耦合器。

固态继电器简称为SSR,是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关器件。与机电继电器相比,固态继电器没有机械运动且不含运动零件,但是它的功能与机电继电器是一样的。固态继电器主要由输入电路、输出电路与隔离三部分组成。

固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路,使之成为固态继电器的触发信号源。固态继电器的输入电路多为直流输入,个别的为交流输入。直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性的正向变化。恒流输入电路,在输入电压达到一定值时,电流不再随电压的升高而明显增大,这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。

2、继电器隔离电路

图片 4▲ 继电器隔离电路。

若单片机只是控制马达等大电流负载的启停这类简单的工作,可以采用继电器进行电路隔离。上图中,单片机I∕O口输出的控制信号通过电阻R1加至三极管9013的基极使其饱和导通,这样5V继电器即可得电工作,其触点闭合,接通大电流负载的电源使其工作。当单片机I∕O口输出低电平时,三极管9013截止,继电器触点断开,大电流负载停止工作。

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回答:

单片机的工作电压一般为3.3V或者5V,而且驱动能力非常有限,在驱动电流较大的负载器件时需要用三极管、MOS管、继电器、可控硅等功率器件来驱动。在工作环境比较恶劣的情况下,一般会使用隔离的手段保证控制系统的稳定。单片机如果控制大电流器件的话一般会使用光耦或者继电器来实现。

固态继电器结构

固态继电器的驱动电路可以包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。隔离耦合电路,目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。常用的光电耦合器有光-三极管、光-双向可控硅、光-二极管阵列等。高频变压器耦合,是在一定的输入电压下,形成约10MHz的自激振荡,通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。功能电路可包括检波整流、过零、加速、保护、显示等各种功能电路。触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。

1.使用光耦实现单片机控制大电流器件

单片机的驱动能力为mA级别,对于稍大一点的电流就需用大功率器件,常用的大功率器件有三极管、MOS管和可控硅。下图是用光耦来控制的大功率NMOS器件和大功率可控硅器件。

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上图中输入端用单片机控制光耦,光耦的输出端接NMOS驱动电路,通过控制光耦的导通与否来控制NMOS管的导通情况,从而实现单片机控制大功率器件。上图的输出端适合于直流负载。

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上图中,单片机的输出端接光耦的输入端,光耦的输出端接可控硅的驱动电路,图中使用了两个单相可控硅来实现输出控制。单片机控制光耦的导通从而实现可控硅控制回路的导通,上图中适合于交流负载。

固态继电器由三部分组成:输入电路,隔离和输出电路。

固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下,实现固态继电器的通断切换。输出电路主要由输出器件和起瞬态抑制作用的吸收回路组成,有时还包括反馈电路。目前,各种固态继电器使用的输出器件主要有晶体三极管(Transistor)、单向可控硅(Thyristor或SCR)、双向可控硅、MOS场效应管、绝缘栅型双极晶体管等。

2.使用继电器实现单片机控制大电流器件

继电器的主要结构由线圈、触点构成,并且线圈和触点本身就是隔离的。通过控制继电器线圈的得电情况就能实现触点的动作。典型的单片机驱动继电器的电路图如下。

图片 7

上图中继电器的线圈为5V或者3.3V,通过三极管来驱动线圈,当单片机输出高电平时继电器导通,当单片机输出低电平时继电器断开,继电器的触点接大功率负载的控制回路,即可以控制交流回路,又能控制直流回路。通过继电器从而实现了单片机隔离控制大功率器件的目的。

以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。更多精彩内容请关注本头条号: style="font-weight: bold;">玩转嵌入式。感谢大家。

回答:

用单片机控制大电流器件,并要求控制端和大电流功率端实现隔离。能够实现隔离的器件有多种,比如光耦、继电器、变压器等。下面就继电器实现隔离和单片机控制大电流的电路进行说明。

输入电路

按负载电源的类型不同可将SSR分为交流固态继电器和直流固态继电器。AC—SSR是以双向晶闸管作为开关器件,用来接通或断开交流负载电源的固态继电器。AC—SSR的控制触发方式不同,又可分为过零触发型和随机导通型两种。过零触发型AC—SSR是当控制信号输入后,在交流电源经过零电压附近时导通,故干扰很小。随机导通型AC—SSR则是在交流电源的任一相位上导通或关断,因此在导通瞬间可能产生较大的干扰。

继电器控制电路说明

下面所示即为单片机控制继电器的电路图。
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上图的工作原理为:

继电器本身既有隔离的功能,而且还有通流大电流的能力。它的结构包含两大部分,即线圈部分和触点部分。导通的线圈就是一个电磁铁,它对触点的活动部分具有吸引力,可以使触点吸合或者断开。

图中标I/O的地方接单片机的一个普通I/O口,一般的单片机I/O口的驱动能力有限,无法直接驱动继电器,所以这里用一颗三极管对单片机的输出电流进行放大。

  • 当单片机输出低电平时,三极管截止,继电器线圈上没有电流,触点断开,从而使灯泡熄灭;

  • 当单片机输出高电平时,三极管饱和导通,继电器线圈流过电流,使触点吸合,从而使灯泡点亮;

以上即单片机的弱电控制强电并实现隔离的一个例子。

口口木的笔记 2019-2-6

回答:

单片机控制大电流器件,这是嵌入式设计当中很常见的技术,单片机属于低功耗微处理器,I/O口的输出电流一般都10mA以内。若想将微弱的电流进行放大控制,一般采用三极管、MOS管、光耦等之类的器件。比如达林顿晶体管,是三极管复合管,放大倍数可达上万倍,是非常好用的器件。

题主还提到了隔离控制,单独使用三极管、MOS管或达林顿晶体管是无法实现物理隔离的,使用光耦可以隔离。

由于题主没有给出具体控制电流大小及负载电压,下面举几个常用的例子:

(1)单片机I/O口直接接光耦隔离器

原理如下图所示,单片机I/O口接光耦前端,需要串联一个限流电阻,光耦正常导通电流一般1~20mA,若负载电流不是很大,光耦的输出电流足以满足,可以直接接负载。

注意:要想实现完全物理隔离,光耦输入端和输出端必须使用两路隔离电源,也就是说单片机电源和负载电源是完全隔离的。

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若光耦电流不够大、怎么办呢?可以在光耦输出端在增加一级大功率三极管、MOS管器件即可,注意选择器件时,工作电压、电流、功率以及导通电阻等参数。

(2)使用继电器控制

很多人喜欢使用继电器控制,因为继电器使用方便,还能实现隔离。注意事项:使用继电器控制不可以将继电器负极直接接入单片机I/O,单片机I/O口的灌电流非常小,带载能力弱,无法带动继电器,直接接入极有可能损坏单片机,需通过三极管或MOS管进行控制。

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(3)使用数字隔离芯片隔离

比如ADI公司的数字隔离芯片ADUM1200、ADUM1201是很常用的数字隔离芯片,两端工作电压2.7V~5.5V,最大输出电流35mA,其性能、功耗、体积等各方便都比传统的光耦要有优势得多!

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以上是本人的观点,希望本人的回答对大家有所帮助,想了解更多知识,请关注本头条号,谢谢!

回答:

单片机控制大电流器件,如何实现电路隔离?

单片机用在工业现场,出现异常状况多数是源自于干扰,造成程序跑飞、控制失灵,有时出现严重事故。根据题目说的,单片机控制大电流器件,显然是弱电控制强电的一种控制。
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因此在现场环境中,弱电或低电平的测量回路常会串入或感应产生较强电压,如周围环境有220V/380V AC等交流电压,它们就极有可能感应或直接串入测量回路,从而有数十伏或数百伏的感应电压,如果不进行隔离的话,这些强电就进入测量回路,势必损坏单片机。常用的隔离方法有变压器隔离和光电隔离,在控制系统中多数采用的是光电隔离,原因是光电隔离的能力强,可达1500V交流峰-峰值或直流电1500V。
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由提问者说的问题,想实现电路隔离,又根据题目分析是弱电控制强电的方式,应是传递数字量信号的,因此实现隔离的最好办法就是采用光电隔离。对于单片机而言,其数字信号、频率调制或脉冲调制信号,就可以采用光电器件隔离,而起到光电器件作用的为光电三极管型光耦合器。

光电隔离器是由发光二极管和光敏晶体管封装在一起而构成的,因为发光二极管的亮度和所通过的电流并不是线性关系,而光敏晶体管的输出电流与被照射的光强也不是成正比例关系,所以说光电隔离器一般不宜用来传递模拟量信号。

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如上图所示,直流信号经过放大然后经过电压/频率(U/f)的变换,从而控制发光二极管的亮灭频率,再通过隔离器传输到数字电路中去。由于光电隔离器的两侧完全没有电的联系,靠的是光来传递信号,因此把共模干扰阻挡在一侧,使其无法通过。于是实现了隔离作用。

由上述可知,光电耦合隔离是比较理想的电气隔离手段和抗干扰手段。因此,在输入与输出端都可以采用光电耦合隔离。使用时只要在输入或输出信号端加光电耦合隔离,可以将主机部分和前向、后向通道及其它部分切断电路联系,这样就有效的防止干扰进入单片机系统,从而可避免单片机的损坏。同时也可以在单片机的I/O口、电源线、电路板连接线等比较重要的部位采用干扰元件,如用磁珠、磁环、电源滤波器、屏蔽罩等。
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回答:

电路隔离常见的方法有阻容隔离,变压器隔离,光电耦合器隔离。

按输入电压的不同类别,输入电路可分为直流输入电路,交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容,正负逻辑控制和反相等功能,可以方便的与TTL,MOS逻辑电路连接。

标签: 变压器 固态继电器

光电耦合器隔离法

这里面用的最好的方法就是光电耦合器隔离,因为光电耦合器从价钱上说他非常的便宜,同时他的使用也很灵活。光电耦合器的隔离方法的原理是将电信号转化为光信号然后再转化为电信号,这样信号在中间的传递形式是光,进而阻断了前级电路与后级电路的直接电信号接触以达到抗干扰作用。

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对于控制电压固定的控制信号,采用阻性输入电路。控制电流保证在大于5mA。对于大的变化范围的控制信号则采用恒流电路,保证在整个电压变化范围内电流在大于5mA可靠工作。

变压器隔离

变压器控制法是第二常见的方式,变压器是前级线圈与后级线圈采用电磁感应的方式进行的连接,因此可以将后级大电流与前级的单片机间用变压器进行隔离。这种隔离方式同样在多级放大电路中也很常见。

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隔离耦合

阻容隔离

阻容耦合隔离方式是最简单的,但他的性能远远比不上前两种隔离方式。阻容隔离方式就是将前级与后级大电流器件之间串联电阻,这样可以衰减电路中的干扰信号,但是这种衰减的能力是有限的同时串联电阻也会对真正的内部有用信号进行衰减。

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以上就是三种隔离方式,希望可以帮到你!

固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种:光电耦合通常使用光电二极管—光电三极管,光电二极管—双向光控可控硅,光伏电池,实现控制侧与负载侧隔离控制;高频变压器耦合是利用输入的控制信号产生的自激高频信号经耦合到次级,经检波整流,逻辑电路处理形成驱动信号。

输出电路

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