光电导继电器(PCR)特点及原理

光电导继电器(PCR)特点及原理

定义:光电导继电器简称PCR(英文全称:photoconductive relay ),采用固体半导体元件组装而成——无触点开关(接通和断开无机械接触部件)

优点: 开关速度快工作频率高使用寿命长噪声低工作可靠

使用场合:取代常规电磁式继电器,广泛用于:数字程控装置,数据处理系统,计算机终端接口电路

尤其:动作频繁防爆耐潮耐腐蚀的场合

缺点:漏电流大接触电压高触点单一使用温度范围窄过载能力差价格高

基本特点

① 控制功率小:输入很小的控制电流便能正常工作,输出采用大功率管可控硅器件,具有功率放大作用

② 可靠性:绝缘防水材料浇铸,没有可动部件

③ 抗干扰能力强:无触点动作,无火花等电磁干扰,输入/输出之间隔离

④ 动作快:直流SSR——响应时间<几十μS过零交流SSR——转换时间≤10Ms(1/2f s f = 50Hz)

⑤ 寿命长:1012~1013次 (普通电磁式继电器105~106次)

⑥ 承受的浪涌电流大:6~10倍额定值

⑦ 对电源电压适应范围广:交流SSR——30~220VAC 任意选择

⑧ 耐压水平高:输入/输出介质耐压2.5kV以上

分类

按切换负载性质分: 直流固态继电器交流固态继电器

按输入/输出之间的隔离分: 光电隔离磁隔离

按控制触发信号方式分: 过零型非过零型有源触发型无源触发型

工作原理:(以光电耦合式SSR为例说明)

① 无输入信号:T3截止,T4导通,VT1关断(控制极被箝位在低电位)

② 有信号输入: T3导通,T4截止。当电源电压大于过零电压(约±25V),A点电压大于T5的Vbe5 →T5导通,VT1控制极处于低电压而关断,VT2控制极无触发信号而关断。

当电源电压小于过零电压时,A点电压小于T5的Vbe5→T5截止,VT1控制极通过R5、R6分压获触发信号→VT2导通→B、C两点接通→负载回路接通。

VT2导通过程:电源电压“+”:电源→R8→D6→VT1→D9→R9→负载→VT2控制极获得触发脉冲

电源电压“-”:电源→负载→R9→D8 →VT1→D7→R8→电源VT2控制极获得触发脉冲

当输入信号取消后:T4导通→VT1关断→但VT2仍导通(负载电流大于维持电流),直至负载电流随电源电压减小,下降到双向晶闸管维持电流以下,VT2关断,从而切断负载电流。

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