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1、晶体管输出型PLC接感性负载时注意事项发布时间:2012-8-16 点击次数:74 一、问题背景我公司目前提供的PLC按输出类型分为继电器输出型和晶体管输出型。相较于继电器输出，晶体管输出有驱动电流小，频率高，寿命长等特点。适用于控制伺服控制器、固态继电器等要求频率高、寿命长的应用场合。在实际使用中，客户在晶体管输出端会接一些感性负载，例如:电磁阀。由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，而这个电压可高达几百伏，很容易击穿PLC输出的晶体管。我公司维修部也曾接到过客户使用晶体管输出的PLC接电磁阀烧坏输出晶体管的维修品，所以我们建议客户在接感性负载时，加上一些保护晶体管
2、的元器件。二、产生原因通常情况下，一般把带电感参数的负载，即符合电压超前电流特性的负载，称为感性负载。通俗地说，即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品。由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，如下图：图1 感性负载反向电动势电压因为电感是以磁场的形式储存电能，所以当电流减小时或突然降为0（电源断开）时，磁能要转换为电能，这个电能就是电压（反向电动势），因为它有阻碍电流减小的趋势，它势必通过反向电动势来给外部电路供能量。根据PUI，如果I很小，则U很大，也就是说假如电路短路，电感电流突然变为0，则电感的感应电动势会非常大，其中能量也只能通过辐射消耗了。这时产生的反向电动势
3、电压可高达几百伏以上，很容易击穿驱动晶体管或其他电路元件。三、解决方案首先我们了解一下晶体管输出的内部构造，PLC内部晶体管输出如下图： 图2 晶体管输出内部机构图当有输出时，接通光电耦合器C1，光电耦合器是一种把电子信号转换成为光学信号，然后又回复电子信号的半导体器件。光电耦合器接通，驱动晶体管导通，Q0.0输出24V。输出电路输出的三极管是一个PNP型的，所以输出电流只能是从Q0.0流出的，接线时要注意。正航PLC选用的晶体管，集电极与发射极耐压值为100V，集电极电流可达5A。我公司对晶体管输出的技术规范为额定电压24V DC，额定电流为0.75A，在此额定范围内，已留有足够的余量。在实
4、际使用，我们发现有些客户会在输出端接一些电磁阀，接触器等感性器件。由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，而这个电压可高达几百伏，很容易击穿PLC输出的晶体管。所以我们建议客户在接感性器件时，并联一个续流二极管。如下图：图3 并联续流二极管接线图感性负载在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。当电流消失时，其感应电动势会对电路中的晶体管产生反向电压，此时产生的反向电动势，电压可高达几百伏以上。当反向电压高于晶体管的反向击穿电压时，会使晶体管造成损坏。续流二极管并联在感性负载两端，当流过感性负载中的电流消失时，由于二极管的接入正好和反向电动势方向一致，感性负载产生的感应电
5、动势通过二极管和感性负载构成的回路做功而消耗掉，从而保护了电路中的晶体管和其它元件的安全。在电磁阀线圈侧并联一个快速开关二极管，在电磁阀线圈失电时，产生的反电动势冲击可以得到明显抑制。如下图：图4-1未接二极管图4-2 加并联二极管四、总结晶体管输出型PLC在接感性负载时会出现烧坏输出点晶体管的情况，这是由于感性负载在触点断开瞬间会产生一个反向电动势，这个反向电动势可高达几百伏，很容易烧坏输出点的晶体管。在感性负载两端反并联一个续流二极管，通过续流二极管和感性负载构成续流电路，续流电路可以释放掉感性负载中储存的能量，防止感应电压过高，击穿晶体管。在感性负载两端反并联续流二极管要注意以下几点：(1)续流二极管一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管（例如1N5819）；(2)续流二极管与感性负载必须接触良好，防止因接触不良造成元器件损坏；(3)续流二极管的极性不能接错，否则将造成短路事故；(4)续流二极管对直流电压总是反接的，即二极管的负极接直流电的正极端。
