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本帖最后由 qrut 于 2024-7-27 14:45 编辑
前些天红包撸的，基本上是零元购，论坛里拆的同类产品也比较多，但是基本原理介绍的不多，此贴将以实物为例详细说明一下此款继电器工作原理（同类型的大同小异）。
先看实物
外面有个保护罩
拿下来露出四个接线端子
这两个接直流控制电压，范围比较宽3-32v
反面有个金属散热片
全密封结构，前盖板用胶水粘死
考虑到论坛拆的比较多且再次拆开也基本上看到是这一'坨'玩意儿，所以为了节约时间和篇幅网上找了个类似款的拆机图片，可以看到全灌了胶了，正面隐约看到可控硅光耦和触发电路，反面就是一颗双向可控硅贴在散热片上。
下面绘制了一下此款的基本原理（不一定完全一样，但大同小异），左面是触发电路，有两颗三极管和电阻组成，实际是个简易恒流驱动电路，用来驱动moc3063内部红外发光二极管使内部可控硅导通。 恒流原理：电源正通过r1到q1基极提供偏置，q1导通，另一路通过电源正到光耦内部发光二极管正极 到负极 到q1集电极 到发射极 到r2 到地 形成回路，发光二极管导通。
此时如果输人触发电压提高则r2电位升高使q2基极电位升高 q2发射极接地 因此 q2集电极电位被拉低下降，使q1基极电位下降，电流减小，反之电流增大。因此驱动电流始终恒流，恒流值计算公式I=vbe（0.6v）/r2 此例大概10几个ma。图中右侧是输出电路，主要就是颗双向可控硅，r4 c1是可控硅保护电路，用于吸收断电瞬间的感性负载高压。
具体原理介绍之前需要明白双向可控硅导通的基本条件和象限的概念。双向可控硅导通有4个象限，分别正半周时（t2+ t1-），这时触发信号有两个状态，门极正（相对于t1） 门极负，称为1，2象限。 负半周时（t2- t1+） ，门极负 门极正 ，称为3，4象限。也就是这4种组合可控硅都能导通。
下面开始分析原理，下图右侧 假设触发信号已提供且ac220v 此时正半周，电源正从a点出发通过负载到moc3063内部可控硅输出单元（触发已导通）6脚输入，4脚输出 通过电阻r3到b't1门极，到t1 到b'点，此时b't1导通并且t2 t1近乎短路使t1 t2钳位在大概1.2v保护moc3063和b't1自身不至于被高压损坏。另一路从a点通过负载到b't1 t2极和t1极到b'点形成回路，负载接通工作。
此时b't1工作在第1象限
来到负半周，电压正通过b'点 到t1 到g门极 到moc3063内部可控硅输出 到负载 到a点，b't1同样导通。此时另一路从b'点 到t1 到t2 到负载 到a点形成回路，使负载工作。
此时b't1工作在第3象限
以上基本原理，下图如果负载是颗电容（容'性'负载）
由于电容两端电压不能突变，b't1导通瞬间相当于短路，那么如果赶上ac220电源峰值（311v）或较高峰值时，则会产生巨大的瞬间冲击电流，有可能损坏可控硅。
下图a b c 分别表示三个时刻的触发点，如果在a点触发则电压为零时开通，没有冲击。如果b'点触发则峰值100多v 冲击较大，如果c点触发那将是最高峰值311v时开通，则产生巨大冲击。
为了解决这个问题需要过零检测，此例过零检测集成到了moc3063内部，其实就是用了一颗过零型可控硅光耦，特点就是电压零点以上不能开通（理论值）
下面是采用过零电路后的导通特性，假设c点最高峰值时触发信号建立，则由于ac220v不在零点 光耦不会导通输出，直到来到负半周过零时才导通，此时负载电压从0开始“慢慢”上升，如果负载是容'性负载则会相对较慢的给电容充电，负载电压较慢上升，极大的减小冲击电流。这个就是过零型固态继电器基本原理，此外还有非过零型，非过零型就是触发信号只要建立则立刻接通负载响应迅速。帖子最后会说明一下二者应用场合
即便是过零型也并不是理论上的0v导通，下图是moc3063的实际过零抑制电压，可以看到5-20v ，也就是高于这个电压是不能触发导通的。
下面实测此款继电器是否为过零型，过零抑制电压实际值，输出可控硅带载压降 ，满载自耗。
实测为过零型 11v以上不可以触发，过零检测抑制电压11v左右
10v时可以触发
10a 满载内部可控硅压降1.1v左右，最大损耗11w，可以看到满载自耗是很高的，实际使用时满载10几秒后面散热片就会烫手，不加散热器时最多5a以下电流才算安全（也是烫手），10a则必须加额外散热，否则烧毁。
可见固态继电器虽然用的可控硅电子开关，可以做成无火花开关，但是由于末级都使用可控硅则自身功耗和插'入损耗不容小觑，相比机械继电器触点的几个mr 导通损耗大多了。过零型固态适合对响应速度要求不高的场合，例如控制普通灯光'照明，家用电器等。 一些对响应速度要求高的场合，例如工业流水线机械阀门 传动机构 需要即时响应，过零型理论上有最高10ms以下的响应时间（最高等待半个正弦周期）则不适宜此类场合，就需要非过零型，非过零型需要考虑特定负载和最大工作电流的匹配防止过流损坏。
完
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雷达卡
发表于 2024-7-23 11:32:03
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千斤顶
发表于 2024-7-23 12:57:31
