自己动手制作固态继电器.doc

自己动手制作固态继电器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，基本不随控制电压的变化而变化。

实测得，在R1=47Ω，控制电压在 3~30V 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。