多功能無源固態(tài)繼電器在自動(dòng)控制中的應(yīng)用
固態(tài)繼電器是一種無觸點(diǎn)通斷電子開關(guān)，利用電子元器件實(shí)現(xiàn)控制回路與負(fù)載回路之間的電隔離及信號(hào)耦合，沒有任何可動(dòng)部件及觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了具有電磁繼電器一樣的功能。然而一般固態(tài)繼電器其控制輸入必須要注入功率，只起功率放大作用，不能直接外接無源敏感元件，也不能把來自傳感器的微弱信號(hào)通過它直接和大功率負(fù)載連接起來。
多功能無源固態(tài)繼電器是在一般固態(tài)繼電器的基礎(chǔ)上研制成功的一種新型固態(tài)繼電器，其輸入端可以不加電源，且能接受多種電參量的控制，在控制領(lǐng)域具有廣泛的用途。
1 特征
多功能無源固態(tài)繼電器分為四大類，它們各自具有獨(dú)特的技術(shù)特征。
1）JGW型無源固態(tài)繼電器
JGW 型無源固態(tài)繼電器不須外加電源，只要外接無源器件，如可變電阻器、可變電容器、可變電感器及阻抗迅速變化的敏感元件或敏感元件的弱電觸點(diǎn)，就可實(shí)現(xiàn)零功率驅(qū)動(dòng)。JGW 型無源固態(tài)繼電器和光敏、熱敏、濕敏、壓敏、磁敏等無源敏感元件相連，即可構(gòu)成相應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有超小型，高靈敏度，高可靠，使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
2）KGW型無源固態(tài)繼電器
KGW型無源固態(tài)繼電器是把3個(gè)JGW 型集中在一起，共用一個(gè)零功率驅(qū)動(dòng)源，不僅能代替三相電磁接觸器，還能和各種無源敏感元件構(gòu)成三相多敏自動(dòng)控制器。
3）JGG型高靈敏固態(tài)繼電器
JGG型高靈敏固態(tài)繼電器是一種正功率驅(qū)動(dòng)器件，具有極高的靈敏度，驅(qū)動(dòng)端僅須2W 的輸入功率就能驅(qū)動(dòng)，可以被CMOS電路以及由紐扣電池供電的各種微處理器邏輯電平所驅(qū)動(dòng)，也能和電橋電路的輸出直接接口。
4）KGS型雙向傳輸固態(tài)繼電器
KGS型雙向傳輸固態(tài)繼電器是一種負(fù)功率驅(qū)動(dòng)器件，驅(qū)動(dòng)端能外向接的微功耗電路供電（3V／250A），微功耗電路輸出狀態(tài)的變化，反過來控制輸出端開關(guān)的切換，實(shí)現(xiàn)了雙向傳輸操作。由于它的驅(qū)動(dòng)端不僅不需要外加電源，反而能向外接電路供電，所以稱為負(fù)功率驅(qū)動(dòng)器件。它也可以無源驅(qū)動(dòng)，但驅(qū)動(dòng)的門限電阻值較高。
2 技術(shù)指標(biāo)
3 工作原理 1）硬件組成 其中無觸點(diǎn)開關(guān)由單向或雙向可控硅組成（內(nèi)含浪涌吸收電路），它接受觸發(fā)電路來的交流電網(wǎng)同步觸發(fā)脈沖。觸發(fā)脈沖由間歇振蕩器產(chǎn)生，同步調(diào)制電源向間歇振蕩器供給穩(wěn)定的電壓，間歇振蕩器的每個(gè)脈沖寬度受控制繞組的控制。當(dāng)外接在控制繞組的無源敏感元件的阻抗值變小時(shí)，流過控制繞組的退磁電流增大，脈沖寬度變窄，從而不能觸發(fā)無觸點(diǎn)開關(guān)，使輸出端斷開，反之，輸出端接通。實(shí)現(xiàn)了外接在輸入的無源元件阻抗值的變化有隔離地去自動(dòng)啟停接在交流電網(wǎng)上的大電流高電壓負(fù)載的控制功能。 2）輸入輸出特性 JGW型無源固態(tài)繼電器通過輸入端的無源元件阻抗值的變化有效實(shí)現(xiàn)了接在交流網(wǎng)上負(fù)載啟?？刂?。其輸入為無源元件阻抗值，低阻抗無源驅(qū)動(dòng)門限值 0．5-8kΩ；高阻抗無源驅(qū)動(dòng)門限值20-150kΩ，輸出為無觸點(diǎn)開關(guān)，輸出端額定工作電壓等級(jí)36V.AC/220V.AC/380V.AC [$page] 4 應(yīng)用 4．1 適用范圍 4．2 基本應(yīng)用電路 4．3 典型應(yīng)用舉例 4．4 應(yīng)用中注意的問題及解決措施 多功能無源固態(tài)繼電器系列的輸出端是由單向或雙向可控硅組成，凡是可控硅應(yīng)用中要注意的事項(xiàng)，在應(yīng)用多功能無源固態(tài)繼電器時(shí)都應(yīng)注意。固態(tài)繼電器內(nèi)部并未采取嚴(yán)格的保護(hù)措施。 5 結(jié)語(yǔ) 多功能無源固態(tài)繼電器設(shè)計(jì)巧妙，具有使用方便、可靠、壽命長(zhǎng)、體積小、耐震動(dòng)、無噪聲等優(yōu)點(diǎn)，輸入端可以不加電源，且能接受多種電參量的控制，生產(chǎn)成本低， 比一般的固態(tài)繼電器具有更高的性能價(jià)格比，在自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。
1）輸出端額定工作電壓：36V．AC／220V．AC／380V．AC：
2）輸出端額定工作電流：1、3、5、10、20、30A系列；
3）通態(tài)壓降：≤3．3V；
4）低阻抗無源驅(qū)動(dòng)門限值：0．5～8kΩ；高阻抗無源驅(qū)動(dòng)門限值：20-150kΩ；
5）正功率驅(qū)動(dòng)電壓：1-100V；正功率驅(qū)動(dòng)電流：2-500μA ；
6）負(fù)功率驅(qū)動(dòng)端開路輸出電壓：3V-0．5V；負(fù)功率驅(qū)動(dòng)端電流門限值：20-200μA；
7）驅(qū)動(dòng)端與輸出端電隔離：絕緣電阻>500MΩ；介質(zhì)電壓為2000V；
8）接通時(shí)間≤10ms；斷開時(shí)間：≤10ms；
9）操作壽命≥10000000次。
多功能無源固態(tài)繼電器以JGW型無源固態(tài)繼電器為基礎(chǔ)，JGW 型無源固態(tài)繼電器內(nèi)部電路框圖見圖1。
1）代替簡(jiǎn)易的自動(dòng)控制裝置，用于水位控制、溫度控制、照度控制、壓力控制、防盜報(bào)警等，價(jià)格比為1：10。
2）作CMOS電路接口，電橋電路接口，用于計(jì)算機(jī)終端，數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)控裝置，測(cè)量?jī)x表，微電機(jī)控制等。
3）用于需要特別安全的場(chǎng)合，可用作防爆按鈕、防爆開關(guān)、防爆接線盒、防爆控制箱等。驅(qū)動(dòng)操作端無電流、無火花，輸出開關(guān)端無觸點(diǎn)、無噪聲、無火花。
4）用于潮濕、有腐蝕、強(qiáng)烈振動(dòng)的場(chǎng)合，如化工工程、井下操作等。
5）和廉價(jià)的專用微功耗電路連接，組成超小型的廉價(jià)專用控制器。如用一塊閃爍片和一只雙向傳輸?shù)墓虘B(tài)繼電器組成夜間自動(dòng)閃爍電路。
無源固態(tài)繼電器基本應(yīng)用電路見圖2。
1）應(yīng)用KGW 型實(shí)現(xiàn)三電極、雙水位水塔水位控制；
2）應(yīng)用JGW 型實(shí)現(xiàn)電熱后干燥箱加熱／恒溫、自動(dòng)／手動(dòng)、無級(jí)調(diào)壓溫度控制；
3）應(yīng)用JGW 型一體化的溫控器和水銀電觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)孵房溫度控制；
4）應(yīng)用KGS型和閃爍片實(shí)現(xiàn)夜間閃爍發(fā)光控制；
5）應(yīng)用JGW 型和光敏電阻實(shí)現(xiàn)路燈控制；
6）應(yīng)用JGW 型和無源通斷點(diǎn)實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程斷電控制。
1）散熱問題。過熱會(huì)引起失控或產(chǎn)品損壞，應(yīng)合理選用散熱器尺寸或降低電流使用。10A以下可采用儀器底板或設(shè)備機(jī)體散熱，30A以下采用自然冷卻，連續(xù)負(fù)載電流30A以上需采用儀表風(fēng)扇強(qiáng)制風(fēng)冷。
2）浪涌吸收。多功能無源固[多功能無源固態(tài)繼電器在自動(dòng)控制中的應(yīng)用]:固態(tài)繼電器是一種無觸點(diǎn)通斷電子開關(guān)，利用電子元器件實(shí)現(xiàn)控制回路與負(fù)載回路之間的電隔離及信號(hào)耦合，沒有任何可動(dòng)部件及觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了具有電磁繼電器一樣的功能。然而一般固態(tài)繼電器其控制輸入必須要注入功率，只起...
3）控制門限值的整定JGW型的門限阻抗R0是固定的，而無源敏感元件的Rx變化有一定的范圍，可在驅(qū)動(dòng)端串聯(lián)或并聯(lián)電阻予以整定調(diào)節(jié)。
4）器件的正確使用負(fù)載分為）電阻性負(fù)載、冷阻性負(fù)載、電感性負(fù)載，不同類型的負(fù)載選型時(shí)電壓值和電流值是不同的。器件的擊穿電壓規(guī)定為：36V檔為 100V，220V檔為600V，380V檔為800V。器件電流額定值規(guī)定為元件額定值的2／3。電阻性負(fù)載可直接按負(fù)載的電壓和電流值選用：冷阻性負(fù)載開通浪涌電流可能是工作電流的5-7倍或更大，電壓值可按負(fù)載電壓選，電流值要不低于浪涌電流值（需要測(cè)定浪涌電流值）；對(duì)于感性負(fù)載，瞬態(tài)電壓和電流值都很大，選用時(shí)，電壓可按高一檔次選用，電流值要放寬2—3倍。
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