机电继电器和固态继电器的区别

机械继电器长期以来一直是电气控制系统的支柱。这些器件用于提供逻辑动作序列，并在控制和负载电压之间放大。多年来，机械继电器一直是所有工业电气控制系统的重要组成部分。继电器包含两个关键任务，其中一个通常由可编程控制取代。然而，第二个功能仍然是控制系统架构的重要组成部分。

继电器的两个主要功能

继电器的第一个功能是提供电路的逻辑序列，允许输入设备的各种组合按照非常具体的逻辑步骤驱动输出机械。梯形图的第一种形式是由这些顺序继电器逻辑电路构建的，后来这些梯形图被数字逻辑控制器采用。

 

设计用于 5 伏直流输入的小型机电继电器，旨在安装到印刷电路板中。

安装继电器的第二个主要目的是放大和隔离较小的电压控制电路与驱动较大工业负载设备的大电压和电流。

控制电路，包括开关和按钮以及数字控制器模块，保持低电压，以确保操作员的安全，并最大限度地减少小型印刷电路板的空间。

较大的电压需要更多的导线之间的物理空间，以降低电弧产生火花的风险。线圈以更小、更安全的电压电平工作，触点允许电流在更高的电压水平动。

机械跟固态

继电器的基本结构是相同的，无论是机械的还是固态的。控制电压施加到设备的“线圈”侧，一旦通电，许多触点打开或关闭以打开或关闭负载设备电路。

 

典型的固态继电器。该继电器设计用于 3.5-32 伏输入，这是相当正常的，但只能与直流负载设备一起使用，在 60 安培电流下高达 3 伏。

继电器有两种变体。机电版本从控制电子设备的一开始就已经存在。较新的固态继电器采用半导体技术运行，通常基于硅晶体管的变化。

虽然它们可以完成许多相同的任务，但工作原理差异很大，以至于需要对比两种设备之间的区别。

控制输入

机械继电器使用线圈产生磁场，利用电感原理。磁场吸引摆动臂来接合触点。

固态继电器输入为内部构建的 LED 供电，内部集成了适当的限流电阻器。来自LED的光为接触侧的光响应放大器供电。

控制电压

机械继电器使用特定额定的交流或直流电压作为线圈输入，它可以从计算机电路上的 3.3v 到直流中的 24v 不等，或者从 24v 到 120v 或更高的交流电源。每个继电器仅使用一个电压工作。要使用两个电压意味着您必须有两个不同型号的继电器。

固态继电器接受直流输入，通常输入范围很广。通常从 3 到 32 的任何地方都是一个公共范围，并且可以为该范围内的任何控制电压安装单个 SSR。

输出触点

机械继电器始终包括一组或多组物理触点，这些物理触点随着线圈施加磁场而打开或关闭。

最常见的是每个触点组包括一个公共电源端子，以及用于常开 （NO） 触点和常闭 （NC） 的单独端子。

这称为双掷。可能有一个、两个或四个触点组（称为极点），但可以找到其他变体。这导致了单刀双掷 （SPDT） 或双刀双掷 （DPDT） 等命名约定。

固态继电器没有物理触点组，只有晶体管变体（可控硅整流器SCR或类似的TRIAC等）。大多数 SSR 仅包含一个触点组，而此触点仅包含一个常开 （NO） 电路。这将简单地称为SPST结构。

触点电压

机械继电器的结构类似于开关，因此它们可以处理交流或直流。必须注意永远不要超过最大额定电压，否则可能发生危险的电弧，对于每个电压，只能使用一定的电流限制来防止关闭和打开时释放危险的能量。

固态继电器不像机械类型那样存在电弧跳过开路触点的问题。相反，如果对材料施加过高的电压，这些敏感的半导体器件将被破坏和燃烧，因此无论如何，您必须注意额定电压。

它们也会因电流过大而损坏，因为固态设备无法物理断开连接。总会有小阻力，产生热量。为了获得最佳性能，请尝试找到具有尽可能小的“导通电阻”值的器件。

固态继电器的极性

关于SSR结构的一个重要事实是，在输出侧，它可能由高功率场效应晶体管（FET）或三端双向可控硅组成。任一设备都可以使用光敏组件进行切换，但每个设备都有特定的用途。

FET 专为直流负载设计，不允许交流负载激活。对于TRIAC也是如此，由于这些设备使用交流波运行，因此它只能正确激活和停用交流负载。

如果使用固态继电器，请查看触点侧，并注意电压、电流以及交流或直流负载切换的重点。

机械继电器和固态继电器的设计都考虑到了一个目标 - 输入电压激活输出触点。它们的操作方法非常不同，因此在某些情况下，一种可能优于另一种。