自制固态继电器
| 固态继电器作为电子开关，比普通电磁继电器工作可靠，开关速度快，无噪音和火化，控制电流小，可与普通电磁继电器相匹配CMOS电路兼容。因此，在日常电子生产和电子产品开发中，固态继电器更换普通电磁继电器。固态继电器一般由输入恒流控制部分、光电耦合器隔离部分和输出功率开关部分组成。当然，当已知输入电压变化范围较小时，我们可以省略恒流部分。根据负载电源在实际应用中是交流还是直流，可以选择不同类型的光电耦合器和电源开关元件。当电源为直流时，光电耦合器可选择4N系列(受光器件为光敏三极管)、晶体三极管或达林顿复合管用于电源开关元件；当电源为交流时，可选择光电耦合器MOC306x系列(受光器件可视为光控双向触发二极管)，电源开关元件采用单向晶闸管或双向晶闸管。一、工作原理 
由R1、R2、VT1、VT2形成恒流电路，确保光电耦合器在控制电压大范围内变化时可靠工作。当控制端增加电压时，电流流过R1使VT2导通，则VT1也导通，VT发射极和基极之间的电压保持在0.6V左右，即R两端电压约为0.6V，所以，流过R2的电流为0.6/R2.流过光电耦合器的电流也为0.6/R2，基本不随控制电压的变化而变化。实测，在R1=47Ω，控制电压在3~30V两者变化时，VT集电极电流维持在11mA变化量不得超过左右±1mA。光电耦合器以光为介质实现信号传输，使输入/输出端可靠隔离，隔离带耐压1kV以上。双向晶闸管选用功率开关，R三是触发限流电阻，R用C串联吸收瞬时高压。二、组件选择恒流部分根据图中的参数选择元件，没有特殊要求。图1中的光电耦合器分别选择4N25与MOC3063等便于购买的型号。两种光耦均采用双列直插六脚包装，形状如图2所示，图1中标有内部结构对应的引脚排列。功率三极管或晶闸管的选择决定了固态继电器的负载能力。图1中T的选择BT136、BCR3AM当负载电流最大为3时A；选用BCR10AM最大电流为10A。若负载电流小于1A，T可用MAC97A6等型号的小管将大大降低成品体积。如果负载电流较大，必要时需要给予VT4.T配有一定尺寸的散热器。在负载电源为220V时，C耐压值不小于4000V。作者使用彩电开关电源的耐压1kV安全电容。三、制作步骤整个电路十分简单，可以在一小块多孔板上完成制作。制作时要注意，输入端与输出端要尽量远离，特别是用于负载电源为交流220V时。笔者按图1电路焊好的小板如题图所示，大小为30mm（长）×18mm（宽）×20mm（高）。在输入/输出端留出四个引脚。为便于区分，输入端采用较细的引线，正极保持较长；输出端采用较厚的引线，两个相同长度。这样，引脚就可以根据引线一目了然地排列，无需任何标记。焊接的小板可以用热熔胶密封成一个整体，或者用适当大小的绝缘外壳安装。固态继电器可以在电路中取代电磁继电器。固态继电器的工作下限电压低于3V，上限电压高于30V，所以通用性很强。 |
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