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1、自己动手制作固态继电器作者 任杰 来源 无线电杂志 2009.03 浏览 226 发布时间 2011-01-05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
2、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。工作原理图 1 为交流固态继电器的原理图。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
3、本不随控制电压的变化而变化。实测得，在R1=47，控制电压在 330V 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。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
4、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。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，见图 3。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。在本刊2008 年第 4 期DIY 声控流水彩灯中，将 10 个发光二极管换成这种固态继电器来控制 10 组白炽彩灯（当然，此时完全可以将恒流部分省略），应该有不错的效果。
