如何使用MOSFET的固态继电器(SSR)电路?
固态继电器是高功率电气开关,其工作原理不涉及机械触点,而是使用诸如MOSFET的固态半导体来切换电气负载。SSR可通过很小的输入触发电压和可忽略的电流用于高功率负载的工作。这些设备可用于操作大功率交流负载和直流负载。与机电继电器相比,固态继电器具有一些独特的功能,因此效率很高。
SSR的主要特点和优势
固态继电器或SSR的主要特征和优点是:
•使用最少数量的普通电子零件即可轻松构建SSR
•由于没有机械接触,它们的工作没有任何形式的喀哒声。
•固态也意味着SSR的开关速度比传统的机电类型快得多。
•SSR不依赖外部电源来接通电源,而是从负载本身提取电源。
•它们使用的电流可以忽略不计,因此不会耗尽电池供电系统中的电池。这也确保了设备的空闲电流可以忽略不计。
使用MOSFET的基本SSR工作原理!
在我以前的一篇文章中,我解释了如何将基于MOSFET光耦的双向开关用于操作任何所需的电气负载,就像标准机械开关一样,但是具有特殊的优势。
相同的MOSFET双向开关概念可以应用于制造理想的SSR器件。
在上面显示的基本SSR设计中,我们可以看到一对适当额定值的MOSFETT1和T2背对背连接,它们的源极端子和栅极端子彼此共用。D1和D2是相应MOSFET的内部二极管,如果需要,可以用外部并联二极管进行增强。还可以看到输入直流电源跨接在两个MOSFET的公共栅极/源极端子之间。该电源用于在SSR单元运行时触发MOSFET导通或使MOSFET永久性导通。交流电源可能达到电网市电水平,并且负载串联在MOSFET的两个漏极之间。
通过参考下图和相应的详细信息,可以了解光耦继电器的工作原理:
实质上,该电路需要满足3个要求。
1.通过MOSFET/二极管SSR配置为交流负载供电。
2,由D1---D4组成的桥式整流器将负载交流输入同时转换为经过整流和滤波的DC,该DC用于偏置MOSFET的栅极。这样,MOSFET即可通过负载AC本身适当地导通,而无需依赖任何外部DC。
3.整流后的直流电进一步终止为辅助直流电输出,可用于为任何合适的外部负载供电。可以通过光耦合器切换与IC741的pin3相关的红线,以从外部源进行所需的切换。
工作原理:如我们所见,运算放大器的反相输入端与15V齐纳二极管相连,齐纳二极管构成了运算放大器pin2的参考电平。运算放大器的同相输入引脚3与正极相连。这种配置可确保仅当运算放大器的输出引脚6的引脚3电压超过15V标记时才产生15V电源。该动作可确保MOSFET仅通过有效的15V最佳栅极电压导通,从而使SSR正常工作。
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产品型号
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品类
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负载电压(V)
|
负载电流(mA)
|
导通内阻(Ω)
|
隔离电压(kV)
|
应用等级
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APY211G1S
|
光耦继电器
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20V
|
1700mA
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0.5Ω
|
1.5kV
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工业级
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