使用Triac和光耦合器的220V固态继电器电路

    固态继电器是一种用于通过隔离的最小直流电压触发器在市电水平上切换沉重交流负载的设备，而无需使用机械动触点。在本文中，我们学习如何使用双向可控硅，BJT，过零光电耦合器来构建简单的固态继电器或SSR电路。

    固态SSR优于机械继电器

    机械继电器在需要高度平滑，非常迅速和干净的开关的应用中可能效率很低。

    SSR的建议电路可在家中构建，并用于需要真正复杂负载处理的地方。

    本文介绍了带有内置过零检测器的固态继电器电路。

    该电路非常易于理解和构建，但具有诸如干净开关，不受RF干扰以及能够承受500瓦负载的有用功能，我们已经了解了很多继电器及其功能。我们知道，这些设备用于响应从电子电路输出接收到的小电脉冲，通过外部隔离的触点对来切换重电负载。通常，触发输入在继电器线圈电压附近，可能为6、12或24VDC，而继电器触点切换的负载和电流大多处于交流电源电势水平。基本上，继电器是有用的，因为它们能够切换连接到其触点的沉重触点，而不会使危险电位与通过其切换的易损电子电路接触。

    然而，这些优点伴随着一些关键的缺点，这些缺点不能忽视。由于触点涉及机械操作，因此有时需要非常精确，快速而有效的开关的复杂电路就无法发挥作用。

    在上述继电器效率低下的地方，三端双向可控硅和SCR被认为是很好的替代品，但是在工作时，它们也可能涉及RF干扰产生问题。

    此外，SCR和Triac在直接集成到电子电路时也要求电路的接地线与其阴极连接，这意味着电路部分现在不再与设备的致命AC电压隔离–就安全而言，这是一个严重的缺点。然而，如果完全解决了上面讨论的几个缺点，则可控硅可以非常有效地实现。因此，如果要有效地将三端双向可控硅开关元件替换成继电器，必须用三端双向可控硅开关元件去除的两件事是，转换时的射频干扰，以及危险的电源进入电路。固态继电器完全按照上述规格进行设计，从而消除了RF干扰，并使两个级完全不相干。

    这个怎么运作

    如上一节所述，在建议的SSR或固态继电器电路设计中，通过迫使双向可控硅仅在AC正弦相位的零标记附近切换来检查RF干扰，并且使用光耦合器可确保输入为保持远离双向可控硅电路的交流电源电势。

    让我们尝试了解电路的功能：

    如图所示，光耦合器成为触发器和开关电路之间的门户。输入触发器施加到光电二极管的LED上，该LED点亮并使光电晶体管导通。

    来自光电晶体管的电压穿过集电极到达发射极，最后到达三端双向可控硅开关的栅极以对其进行操作。

    上面的操作非常普通，并且通常与所有Triac和SCR的触发相关联。但是，这可能不足以消除RF噪声。

    通过确保三端双向可控硅开关元件仅在AC正弦波形的零阈值附近导通，特别从检查RF生成的角度介绍了包含三个晶体管和一些电阻器的部分。

    当将交流电源应用于电路时，整流的直流在光敏晶体管的集电极处变为可用，并且如上所述进行导电，但是调整了与T1的基极相连的电阻的结点电压，使其立即导通在交流波形上升到7伏特以上之后。如此长的时间，波形保持在该电平之上，可保持T1接通。

    这使光电晶体管的集电极电压接地，从而抑制了双向可控硅的导通，但是当电压达到7伏并接近零时，晶体管停止导通，从而允许双向可控硅开关。

    如今，随着现代光耦合器的出现，制作固态光耦继电器（SSR）确实变得很容易。该设备使用光电SCR来实现所需的AC负载隔离触发。该光耦合器可以简单地配置以创建高度可靠和有效的SSR电路。该电路可用于通过完全隔离的5V逻辑控制来触发220V负载，如下所示：