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自己动手做固态继电器

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xiaogu 发表于 2014-12-13 22:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
固态继电器作为电子开关,其通断无机械接触部件,较普通电磁继电器工作可靠、开关速度快、无噪声与火化,加上控制电流小,能与一般的CMOS电路兼容。
因此,在日常的电子制作与电子产品的开发中,多用固态继电器代替普通的电磁继电器。
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及输出功率开关部分组成。当然,在已知输入电压变化范围不大时,我们可以将恒流部分省略掉。根据实际应用中负载供电电源是交流还是直流,在制作时可选用不同类型的光电耦合器及功率开关元件。
在供电电源为直流时,光电耦合器可以选用4N系列(受光器件为光敏三极管),功率开关元件用晶体三极管或达林顿复合管;供电电源为交流时,光电耦合器可选用MOC306x系列(受光器件可看作光控的双向触发二极管),功率开关元件用单向晶闸管或双向晶闸管。


一、工作原理

由R1、R2、VT1、VT2构成恒流电路,保证控制电压大范围内变动时,光电耦合器可靠地工作。控制端加上电压时,电流流过R1使VT2导通,则VT1也导通,VT1发射极与基极间电压保持在0.6V左右,即R2两端电压约为0.6V,所以,流过R2的电流为0.6/R2,则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之间变化时,VT2的集电极电流维持在11mA左右,变化量不超过±1mA。光电耦合器实现了以光为介质的信号传输,使输入/输出端可靠隔离,隔离带耐压1kV以上。功率开关选用双向晶闸管,R3为触发限流电阻,R4与C串联用来吸收瞬间的高电压。


二、元器件选择
恒流部分按图中的参数选取元件,均无特殊要求。图1中的光电耦合器分别选用了4N25与MOC3063等便于购买的型号。这两种光耦均采用双列直插六脚封装,外形如图2所示,图1中标注了内部结构对应的引脚排列。
功率三极管或晶闸管的选取决定了固态继电器的带负载能力,图1中T选用BT136、BCR3AM时,负载电流最大为3A;选用BCR10AM时,最大电流为10A。若负载电流小于1A,T可用MAC97A6等型号的小管,这将使制成的成品体积大大减小。如果负载电流较大,必要时需要给VT4和T加装一定大小的散热器。在负载电源为220V时,C的耐压值不小于400V。笔者用的是彩电开关电源用的耐压1kV的安规电容。


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)。留出了输入/输出端4个引脚。为了便于区分,输入端采用了较细的引线,且正极留得较长;输出端采用较粗的引线,且两根一样长。这样,无需任何标示便可以根据引线对引脚排列一目了然。
焊好的小板经测试无误后可以用热熔胶将其封成一个整体,或者用大小适当的绝缘外壳装起来。制作好的固态继电器便可以在电路中取代电磁继电器使用了。这种固态继电器的工作下限电压低于3V,上限电压高于30V,因此通用性很强。

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pps111 发表于 2014-12-19 13:40 | 显示全部楼层
学习了~
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cdl511 发表于 2014-12-28 14:33 | 显示全部楼层
学习了
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gaozhaohong 发表于 2015-2-7 14:46 | 显示全部楼层
好资料!
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taiwan3c 发表于 2015-3-25 14:03 | 显示全部楼层
谢谢分享
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老农夫 发表于 2015-4-1 21:26 | 显示全部楼层
高压的6036光耦我有一大把,
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lsrly 发表于 2015-9-19 22:46 来自手机 | 显示全部楼层
导通了,没法断开
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adls 发表于 2015-10-6 09:41 | 显示全部楼层
学习了~
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七彩缤纷 发表于 2016-3-23 11:59 | 显示全部楼层
不错的资料,收藏了。
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ryngvhrybhy 发表于 2017-6-6 16:51 | 显示全部楼层
我擦,厉害了我的哥!
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tt98 发表于 2017-8-22 11:49 | 显示全部楼层
这个成本比继电器高吧!
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2855177040 发表于 2017-9-1 18:05 | 显示全部楼层
感谢分享,支持一下。
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怪怪爱玩 发表于 2017-9-4 11:50 | 显示全部楼层
楼主谢谢了,好资料
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retsen 发表于 2017-9-13 14:07 | 显示全部楼层
OUT 是哪个输入哪个输出? 不限么?
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zhaojr 发表于 2017-10-5 15:55 | 显示全部楼层
做一个试试
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GUOXUAN 发表于 2017-11-26 20:11 | 显示全部楼层
MOC3041 MOC3061过零光耦可控硅,价值不菲!
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GUOXUAN 发表于 2017-11-26 20:11 | 显示全部楼层
还要制做一个PCB来装上这些元件吧
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GUOXUAN 发表于 2017-11-26 20:13 | 显示全部楼层
请教老师,图中VS就是BT136可控硅需要加散热片吗?如何绝缘?
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GUOXUAN 发表于 2017-11-26 20:16 | 显示全部楼层
可控硅BT136的引脚顺序:正面向自已,第一脚是T1,第二脚是T2,第三脚是G<控制极>.
用万用表是不好测,我也不知如何测!
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leo121 发表于 2017-11-26 20:32 | 显示全部楼层
厉害了
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bbsbbc 发表于 2018-1-19 14:33 | 显示全部楼层
不错不错
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123lwq 发表于 2018-8-21 11:11 | 显示全部楼层
lsrly 发表于 2015-9-19 22:46
导通了,没法断开

大神这个电路是不是道通了没法断开
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junhai 发表于 2018-10-12 22:05 | 显示全部楼层
学习了。。。。
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工控漂泊 发表于 2018-12-31 11:49 | 显示全部楼层
分享的资料,好,
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cactus_lee 发表于 2019-4-24 14:54 | 显示全部楼层
retsen 发表于 2017-9-13 14:07
OUT 是哪个输入哪个输出? 不限么?

我也想问这个?
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cactus_lee 发表于 2019-5-8 09:22 | 显示全部楼层
请问这个可以在protues中仿真嘛?
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