电磁继电器是否可能被可控硅-场效应管与三极管所替代
第一个概念:转换深度和接通功耗
我们看下图:
图1:开关电器的转换深度我们看到图1左侧的信号灯HL1是受到继电器的触点K控制的,而图1的右侧信号灯HL2则是受到晶闸管SR1/SCR2控制的。我们从图1中看到,所谓转换深度,其实就是开关电器的触头在断开状态下的等效电阻与接通状态下的等效电阻之比。
那么有触点(触头)电器的转换深度与无触点电器的转换深度相比,相差多少呢?
有触点(触头)电器的转换深度为: ;
无触点的电器的转换深度为:
两者相差 倍。
第二个概念:接通功耗
转换深度越低,电器的功耗就越大。所以,晶闸管、晶体管等器件的功耗大于触点(触头)的功耗。
我们以二极管为例,当它正向导通时,它的压降为0.6~0.7V,如果此时流过的工作电流是1A,我们简单地把两者相乘,得到的等效功耗是 。
对于普通的继电器触点,它接通时的电阻叫做接触电阻,接触电阻的公式是:
,这里的K是触点材质,F是触点压力,m是接触形式(点接触、线接触和面接触)。
对于继电器而言,它的触点在接通时的接通电阻大约为15微欧,将它乘以1A,得到的触点功耗仅为 。与二极管相比,相差40000倍!
第三个概念:开断状态下的绝缘电阻和隔离电阻
这个参数不用说了,半导体器件在断开(截止)状态下的隔离电阻当然远远小于有触点(触头)的电器。
我们看下图:
图2:触点的开距和超程图2中的a图下方,我们看到了一个专有名词,叫做开距。开距与有触点电器在打开状态下的介电能力有关。开距确保了开关在打开状态下动静触头之间的电击穿能力。这种能力,是远远高于无触点电器的介电能力的。
结论:对于小电流的电路,例如半导体类ide弱电电路,无触点元件(电器)具有无可比拟的优势。但对于大电流和高电压的电路,有触点(触头)电器的位置很难被无触点电器给取代。
当然,随着技术的发展,也许终有一天我们能看到这种取代。真有那一天,开关电器的不管是体积还是成本,将会极大地降低,对我们来说,当然是大有益处的。
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