什么是SPDT开关和SPDT固态继电器？

如果您需要使用固态继电器来控制两个具有相反工作状态的设备，例如设备A开通时设备B关断，设备B开通时设备A关断，那么您可能需要选择SPDT开关或SPDT固态继电器来满足这个需求。通过本文，您将了解SPDT开关是什么？SPDT开关是如何工作的？SPDT固态继电器是什么？SPDT固态继电器是如何工作的？SPDT固态继电器用在什么上？

您可以通过下面的目录和浏览器右侧的快速导航器快速导航到您感兴趣的章节。

目录

§1. SPDT开关是什么？

§2. SPDT固态继电器是什么？

§3. 如何选择我们的固态继电器？

§1. SPDT开关是什么？

单刀双掷（SPDT）是一种特殊的开关结构。SPDT开关控制两个设备的工作状态，如设备A和设备B，它们工作在相反的状态。如果SPDT开关开通，则设备A将开通，设备B将关断。相反，如果SPDT开关关断，则设备B将开通，设备A将关断。因此，可以看出，无论SPDT开关是开通还是关断，总有一个设备处于开通状态。这与单刀单掷（SPST）开关有很大不同，后者只能控制一个设备的开通和关断。

1.1 SPDT开关的结构是怎样的？

为了更好地理解SPDT开关的基本结构，有必要先了解SPST开关。图02显示了SPST开关的基本结构，它由一个杆和一个掷组成，每个掷都连接到一个投掷电路。当杆与掷断开时，它处于打开状态，投掷电路将被关断。反之，当杆与掷相连时，它处于闭合状态，投掷电路将开通。如果杆和掷在默认状态下处于打开状态，而在工作状态下处于闭合状态，则称为常开（NO）。反之，如果杆和掷在默认状态下处于闭合状态，在工作状态下处于打开状态，则称为常闭（NC）。

与SPST开关相比，SPDT开关有两个投掷电路，即投掷电路1和投掷电路2，如图03所示。那么杆的作用就是在这两个投掷回路之间进行切换。例如，在默认状态下，杆对投掷电路1闭合，对投掷电路2打开，然后在工作状态下，杆对投掷电路1打开，对投掷电路2闭合。总之，杆的数量决定了执行器的数量，而投的数量决定了执行电路的数量。因此，如果我们遇到DPDT开关或结构更复杂的开关，我们可以用类似的方式来分析它们。

1.2 SPDT开关是如何工作的？

SPDT开关有两个输入端子和三个输出端子（包含两个负载端子和一个公共端子）。如果只有一个负载连接到输出端子，则SPDT开关的功能与SPST开关的功能没有什么不同。当然，SPDT开关相对于SPST开关的优势在于它可以同时控制两个负载的工作状态。关于SPDT开关如何控制两个负载，我们首先需要了解公共端子上的杆是如何工作的。根据杆的工作原理，SPDT开关可分为 BBM（先开后合）SPDT开关和MBB（先合后断）SPDT开关。

1.2.1 BBM（先断后合）型SPDT开关

以BBM型SPDT常闭开关为例。在默认状态下，BBM型SPDT开关的杆与NC投掷电路相连，并与NO投掷电路断开。在从默认状态切换到工作状态的过程中，BBM型SPDT开关会先与NC投掷电路断开，再与NO投掷电路相连。

1.2.2 MBB (Make Before Break) SPDT Switch

以BBM型SPDT常闭开关为例。在默认状态下，MBB型SPDT开关的杆与NC投掷电路相连，并与NO抛掷电路断开。在从默认状态切换到工作状态的过程中，MBB型SPDT开关会先与NO投掷电路相连，再与NC投掷电路断开。

§2. SPDT固态继电器是什么？

SPDT固态继电器，也称为SPDT固态继电器开关，是一种特殊类型的固态继电器。这是因为几乎所有的功率电子器件，如MOSFET、SCR、TRIAC和IGBT，都无法通过单个器件同时输出两个信号，因此只能充当SPST开关。因此，有必要设计一个电路，可以用一个控制信号同时控制两个功率电子器件，以输出两个不同的信号。由于使用了功率电子设备，SPDT固态继电器比SPDT开关效率更高，使用寿命更长。此外，光耦合器将SPDT固态继电器的输入与其输出进行电气隔离，从而为控制设备提供出色的保护。

2.1 SPDT固态继电器是如何工作的？

与SPDT开关不同，SPDT固态继电器没有机械结构，因此它们的杆和掷由可以执行类似功能的电子元件组成。通常，低电流控制元件用作杆，大电流输出元件用作掷。根据杆和掷的组合，SPDT固态继电器可分为推挽式SPDT固态继电器和光电二极管阵列 式SPDT固态继电器。

2.1.1 推挽式SPDT固态继电器

图07显示了推挽式SPDT固态继电器的通用电路图，它使用通用推挽输出（GPout）作为杆，使用两个光电双向可控硅开关（TRIAC1、TRIAC2）作为掷。GPout将通过两个LED（D1、D2）输出一个高电压电平和一个低电压电平，以控制两个投掷电路（CIRCUIT1、CIRCUIT2）的工作状态。并且LOAD1和LOAD2分别连接到推挽式SPDT固态继电器的两个输出端子。需要注意的是，GPout输出和LED输入存在一些限制和特殊要求，因此推挽式SPDT固态继电器并未得到广泛应用。基于GPout信号，推挽式SPDT固态继电器具有三种工作状态：

● 当输入端子产生低电压电平时，D2将关断，D1将开通，TRIAC1将开通，然后CIRCUIT1将关断，最后LOAD1将开通。

● 当输入端子产生高电压电平时，D1将关断，D2将开通，TRIAC2将开通，然后CIRCUIT2将关断，最后LOAD2将开通。

● 如果输入端子上没有信号，D1和D2将关断，CIRCUIT1和CIRCUIT2将不会开通。

2.1.2 光电二极管阵列式SPDT固态继电器

光电二极管阵列式SPDT固态继电器具有5个输出端子，可在直流和交流电源下工作。图08显示了光电二极管阵列式SPDT固态继电器的常见电路图，其使用光电二极管阵列（D1）作为杆，使用四个N-MOSFET作为掷（MOS1、MOS2、MOS3和MOS4）。光电二极管阵列D1是一组光电二极管，用于驱动一对MOSFET或一个IGBT。并且MOS1和MOS2是用于控制CIRCUIT1的增强型N-MOSFET，MOS3和MOS4是用于控制CIRCUIT2的耗尽型N-MOSFET。需要注意的是，Vgs是MOSFET的栅极电压，Vgs（th）是Vgs的阈值电压。增强型N沟道MOSFET会在Vgs>Vgs(th)时开通，否则将关断。耗尽型N沟道MOSFET会在Vgs为零时开通，在Vgs为负时关断。

1- 在直流电源下

如果光电二极管阵列式SPDT固态继电器在直流电源下工作，则LOAD1应与PORT2相连，LOAD2应与PORT4相连。

如果没有输入控制信号，D1将不工作。并且由于MOS1的栅极电压低于其阈值电压，因此MOS1将关断，从而使LOAD1关断。同时，由于MOS3的栅极电压为零，因此MOS3将开通，从而使LOAD2开通。

如果有输入控制信号，D1将工作。并且由于MOS1的栅极电压高于其阈值电压，因此MOS1将开通，从而使LOAD1开通。同时，由于MOS3的栅极电压为负，因此MOS3将关断，从而使LOAD2关断。

2- 在交流电源下

如果光电二极管阵列式SPDT固态继电器在交流电源下工作，则LOAD1应与PORT3相连，LOAD2应与PORT5相连。

如果没有输入控制信号，D1将不工作。并且由于MOS1和MOS2的栅极电压低于其阈值电压，因此它们将关断，从而使LOAD1关断。同时，由于MOS3和MOS4的栅极电压为零，因此MOS3将开通，从而使LOAD2开通。

如果有输入控制信号，D1将工作。并且由于MOS1和MOS2的栅极电压高于其阈值电压，因此它们将开通，从而使LOAD1开通。同时，由于MOS3和MOS4的栅极电压为负，因此它们将关断，从而使LOAD2关断。

2.2 SPDT固态继电器用在什么上？

SPDT固态继电器广泛应用于许多领域，例如：

太阳能电池充电器

SPDT固态继电器通常用于太阳能充电器系统（如便携式太阳能充电器）中，以控制太阳能电池充电设备。太阳能电池的运行状态（充电状态和功率状态）切换非常频繁，因此SPDT机械继电器无法满足这一要求，但SPDT固态继电器可以满足。

软起动系统

当电子/电气系统（及其子系统）正常工作时，其软启动状态和停止状态的开关频率非常高。因此，需要配备SPDT先通后断开关，以防止开关时过压。

遥控设备/无线电发射器

如果遥控设备想要控制多个物体，则需要改变传输的信号;如果通信塔想要切换接收机，则需要改变传输信号。这种设备要求严格的工作频率和运行精度，而SPDT固态继电器在大多数情况下可以满足这些要求。

卫星加热器

在太空环境中，对每个设备都有很高的要求（重量、抗干扰能力、适应性等）。SPDT固态继电器（具有重量轻，高性能，使用寿命长，功耗低，EMR低等优点）满足这些要求，并且比SPDT机电继电器（结构简单，但重量大，抗干扰能力差，由于超重而无法适应复杂情况）要好得多。

§3. 如何选择我们的SPDT固态继电器？

HUIMULTD是一家专业从事固态继电器的公司，向世界提供高品质的固态继电器和解决方案。我们的高级管理层在固态继电器领域累计拥有超过60年的生产和开发经验。我们很自豪能够提供高质量的产品，并为我们的客户提供他们应得的服务和支持。我们目前提供以下两种SPDT固态继电器。此外，我们可以根据客户需求设计不同形式和规格的固态继电器，还可以提供深度OEM定制服务以满足不同的要求。

MGR-1KB系列单相交流固态继电器

MGR-1KB系列双通道面板安装直流对交流固态继电器是SPDT直流对交流固态继电器，使用一个控制信号控制两个不同的负载。这两个负载在同一个电源下工作，并且只能同时打开一个负载。

MGR-1AKB系列单相交流固态继电器

MGR-1AKB系列双通道面板安装交流对交流固态继电器是SPDT交流对交流固态继电器，使用一个控制信号控制两个不同的负载。这两个负载在同一个电源下工作，并且只能同时打开一个负载。