無觸點開關(guān)分為磁放大器式無觸點開關(guān),電子管、離子管式無觸點開關(guān)和半導(dǎo)體無觸點開關(guān)。各種無觸點開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,開關(guān)特性也有所不同,詳細(xì)了解每種類型的內(nèi)部開關(guān)原理以及開關(guān)特性,有利于開發(fā)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的要求選擇合適的無觸點開關(guān)。磁放大器式無觸點開關(guān)體積與重量較大且電流轉(zhuǎn)換速度慢,已較少采用;電子管、離子管式無觸點開關(guān)由于電子管、離子管的功率不能做得很大,在實際應(yīng)用中受到了很大的限制,也已較少使用。
半導(dǎo)體無觸點開關(guān)是借電路中半導(dǎo)體器件的可控導(dǎo)通性來實現(xiàn)電路通斷的一種開關(guān)電器。它是20世紀(jì)50年代后發(fā)展起來的一種開關(guān),可用晶體管或晶閘管組成,由于晶體管受到功率的限制,大都采用晶閘管及其控制電路組成。半導(dǎo)體無觸點開關(guān)的優(yōu)點是:電流可以做得較大,耐反壓值高,控制門極功耗小,導(dǎo)通和關(guān)斷時間短,工作壽命長,環(huán)境適應(yīng)性好,工作效率高等。 例如,對有觸點的接觸器,操作頻率高于36次/h以上時就很困難了,但對半導(dǎo)體式無觸點開關(guān)則操作頻率每小時可達(dá)數(shù)萬次至數(shù)十萬次以上。
無觸點開關(guān)在電磁兼容性、可靠性、安全性等方面的優(yōu)越性是觸點開關(guān)無法比擬的。無觸點開關(guān)是用可控硅來控制的,因此它是在PN結(jié)內(nèi)部完成導(dǎo)通和截流的,不會有火花,彌補了觸點開關(guān)復(fù)合時有火花的不足,避免因電流過大出現(xiàn)火花或在高電壓電路中擊穿空氣,造成誤動作。無觸點開關(guān)的耐高壓性也很好,如一些大型電機在起動時,由于轉(zhuǎn)子由靜止變?yōu)檗D(zhuǎn)動的慣性非常大,造成起動電流超大(基本相當(dāng)短路電流),停機時由于慣性繼續(xù)運轉(zhuǎn),會造成非常高的電壓,無觸點開關(guān)便可應(yīng)用于此。
1.以三端穩(wěn)壓器實現(xiàn)的無觸點開關(guān)
三端穩(wěn)壓器是設(shè)計者十分熟悉的常用廉價器件之一,圖1是利用三端穩(wěn)壓器設(shè)計的開關(guān)電路。從控制端加入的信號決定是否將三端穩(wěn)壓器與地導(dǎo)通,若導(dǎo)通則輸出端上電,否則輸出端相當(dāng)于斷開。此電路十分簡單,也容易調(diào)試,且有多種電壓的穩(wěn)壓器供選用,適用于直流負(fù)載的控制。缺點是穩(wěn)壓器的管壓降使輸出電壓有所降低,不適合電池供電的設(shè)備。選用低壓差三端穩(wěn)壓器可有所改善。