ЧТО ТАКОЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ SPDT И ТВЕРДОТЕЛЬНОЕ РЕЛЕ SPDT

вступление:

Если вам нужно использовать твердотельное реле для управления двумя устройствами с противоположными условиями работы (когда A включено, B выключено; когда B включено, A выключено), вам может потребоваться выбрать твердотельное реле SPDT для решения проблемы. Из этой статьи вы узнаете, что такое переключатель SPDT? Как работает переключатель SPDT? Что такое твердотельное реле SPDT? Как работают твердотельные реле? Для чего используется твердотельное реле SPDT (применение твердотельных реле SPDT)?

Вы можете быстро перейти к интересующим вас главам через Каталог ниже и Быстрый навигатор в правой части браузера.

содержание

§1. Что такое переключатель SPDT

SPDT (Single Pole Double Throw) - это специальная конструкция переключателя. В отличие от обычных переключателей SPST (Single Pole Single Throw), переключатели SPDT управляют рабочим состоянием двух устройств, и эти два устройства работают в противоположном состоянии. Например, переключатель SPDT подключен к устройству A и устройству B, устройство A будет находиться в состоянии on, а Устройство B выключено, если переключатель SPDT выключен; и наоборот, если переключатель SPDT включен, Устройство A будет находиться в состоянии off, а Устройство B будет включился. Следовательно, мы можем знать, что независимо от того, в каком состоянии работает переключатель SPDT, будет включено только одно устройство.

1.1 Какова структура коммутатора SPDT

Основы структуры коммутатора SPDT: Полюс: Полюс - это контроллер внутри переключателя. Обычно мы используем однополюсный, двухполюсный или т. Д. чтобы показать, сколько отдельных цепей управляется переключателем.
Бросок: Бросок означает цепь, которая будет управляться полюсом. Обычно мы используем одиночный бросок, двойной бросок или так далее. чтобы показать, сколько цепей будет управляться одним полюсом.
Открыто: Если полюс отсоединен для одного броска, состояние этого броска называется открытым состоянием или открытым.
Закрыть: Если полюс подключен к одному броску, состояние этого броска называется закрытым состоянием или закрытым.
НЕТ (нормально разомкнутый): Если цепь включения отключена от полюса по умолчанию (когда полюс не подвержен воздействию каких-либо внешних сил), эта цепь включения будет называться нормально разомкнутой цепью (НЕТ цепи, цепь N / O), а переключатель будет называться нормально разомкнутым переключателем (БЕЗ переключателя, без переключателя).
NC (Нормально замкнутый): Если цепь переключения подключена к полюсу по умолчанию (когда полюс не подвергается воздействию каких-либо внешних сил), эта цепь переключения будет называться нормально замкнутой цепью (цепь NC, цепь N / C), а переключатель будет называться нормально замкнутым переключателем (Переключатель с ЧПУ, переключатель N /C).

Переключатель SPDT представляет собой пятиполюсное коммутационное устройство — две входные клеммы и три выходных клеммы (две клеммы подключаются к нагрузке, а одна клемма подключается к общей клемме). И если один из выходных выводов переключателя SPDT не подключается ни к одной цепи (что означает, что к переключателю SPDT подключены только одна схема управления и одна выходная цепь), переключатель SPDT функционирует как переключатель SPST.

Как правило, переключатель SPDT будет более подходящим и эффективным для некоторых специальных применений, чем то, что могут сделать два обычных переключателя SPST (для которых требуются две схемы управления), например, переключение двух разных источников питания в противоположном состоянии или активация двух цепей с разными функциями в противоположном состоянии.

1.2 Как работает переключатель SPDT

В зависимости от способа работы однополюсный переключатель с двойным переключением можно разделить на переключатель типа BBM SPDT (break-before-make) и переключатель типа MBB SPDT (make-before-break).

1) Переключатель BBM (Break Before Make) SPDT

По умолчанию полюс переключателя BBM SPDT подключен к цепи NC throw и отключен от цепи NO throw. Когда переключатель прерывания перед включением включен, он сначала отключится от цепи ЧПУ, а затем подключится к цепи NO.

2) Переключатель MBB (Make Before Break) SPDT

По умолчанию полюс переключателя MBB SPDT подключен к цепи NC throw и отключен от цепи NO throw. Когда переключатель включения перед отключением включен, он сначала подключается к цепи NO, а затем отключается от цепи NC.

§2. Что такое твердотельное реле SPDT

Все компоненты переключателя (MOSFET, SCR, СИМИСТОР, IGBT и т.д.) В твердотельном реле действуют только как переключатель SPST, и в твердотельном реле нет ни одного компонента, который имел бы функцию SPDT. Кроме того, оптосоединитель (с функцией оптоэлектронной развязки) используется в обычном твердотельном реле в качестве компонента передачи сигнала, поэтому входная схема управления SSR-переключателя электрически изолирована от его выходной цепи. Поэтому, если требуется твердотельное реле SPDT, мы можем модифицировать SSR-переключатель SPST только с помощью специальной схемы. А благодаря электронным компонентам переключателя твердотельные реле SPDT более эффективны и потребляют меньшую мощность, чем механические реле SPDT.

Основы структуры коммутатора SPDT SSR немного отличаются от структуры коммутатора SPDT: "Шест" – "Бросок (бросок A и бросок B)":
"Двухтактные выходы общего назначения (GPout) ①" – "Диоды и фотодиоды";
"Матрица фотодиодов ②" – "МОП-транзистор с N-канальным усилением и МОП-транзистор с N-канальным истощением"
Открыто: Если полюс отсоединен для одного броска, состояние этого броска называется открытым состоянием или открытым.
Закрыть: Если полюс подключен к одному броску, состояние этого броска называется закрытым состоянием или закрытым.
НЕТ (нормально разомкнутый): Если цепь включения отключена от полюса по умолчанию (когда полюс не находится под напряжением или не заряжен, или уровень напряжения на полюсе равен нулю), эта цепь включения будет называться нормально разомкнутой цепью (НЕТ цепи, цепь без вывода), а сплошная переключатель реле состояния будет называться нормально разомкнутым переключателем SSR (БЕЗ переключателя SSR, без переключателя SSR). NC (Нормально замкнутый): Если цепь сброса подключена к полюсу по умолчанию (когда полюс не находится под напряжением или не заряжен или уровень напряжения на полюсе равен нулю), эта цепь сброса будет называться нормально замкнутой цепью (цепь NC, цепь N / C), а сплошная переключатель реле состояния будет называться нормально замкнутым SSR-переключателем (NC SSR-переключатель, N / C SSR-переключатель).
① Двухтактные выходы: Двухтактные выходы обычно используются для двух триодов, которые управляются двумя дополнительными сигналами (то есть, если включен один транзистор, другой транзистор должен быть выключен). А двухтактные выходы могут выдавать высокий уровень напряжения и низкий уровень напряжения, оба из которых способны приводить в действие компоненты переключателя.
② Матрица фотодиодов: набор фотодиодов используется для управления парой МОП-транзисторов или IGBT.

2.1 Как работает твердотельное реле SPDT

В соответствии с “Броском полюса” твердотельные реле SPDT можно разделить на два типа: Двухтактный тип и тип фотодиодной матрицы.

1) Твердотельное реле Двухтактного типа SPDT

Общая принципиальная схема двухтактного реле SPDT SSR, как показано ниже (как показано на рисунке 7). Двухтактный переключатель SPDT SSR состоит из двух светодиодов (D1, D2) и двух фотосимисторов (TRIAC1, TRIAC2). D1 и СИМИСТОР1 образуют СХЕМУ 1, а D2 и СИМИСТОР2 образуют СХЕМУ 2. Двухтактный сигнал (GPout) генерируется на входном управляющем терминале SPDT SSR, а LOAD1 и LOAD2 подключаются к двум выходным клеммам реле SPDT SSR.

В соответствии с сигналом GP out будет три состояния твердотельного реле SPDT:

1. Когда на входной клемме генерируется низкий уровень напряжения, D2 будет выключен, а D1 будет включен, и СИМИСТОР1 будет проводить ток, затем ЦЕПЬ 1 будет замкнута, и, наконец, НАГРУЗКА 1 будет включена.
2. Когда на входной клемме генерируется высокий уровень напряжения, D1 будет выключен, а D2 будет включен, и СИМИСТОР2 будет проводить ток, затем ЦЕПЬ 2 будет замкнута, и, наконец, НАГРУЗКА 2 будет включена.
3. Если на входной клемме нет сигнала, D1 и D2 будут выключены, а CIRCUIT1 и CIRCUIT2 не будут включены.

Примечание: Поскольку выходы GPout и рабочее напряжение светодиода должны соответствовать определенным ограничениям и требованиям, применение двухтактного твердотельного реле SPDT не очень обширно.

2) Твердотельное реле типа SPDT с фотодиодной матрицей

Ниже приведена общая принципиальная схема реле SPDT SSR с фотодиодной матрицей (как показано на рисунке 8), которое может работать как от источника постоянного тока, так и от источника переменного тока. Переключатель SPDT SSR типа фотодиодной матрицы состоит из одной фотодиодной матрицы (D1) и четырех N-МОП-транзисторов (MOS1 и MOS2 являются N-МОП-транзисторами в режиме усиления③; MOS3 и MOS4 являются N-МОП-транзисторами в режиме истощения④). MOS1 и MOS2 образуют СХЕМУ 1, а MOS3 и MOS4 образуют СХЕМУ 2. Имеется 5 выходных клемм: Порт1, Порт2, Порт3, Порт4, Порт5, а Порт1 является общим терминалом. LOAD1 и LOAD2 подключены к переключателю SPDT.

③ N-канальный MOSFET в режиме усиления включится, когда Vgs>Vgs(th)⑤, в противном случае он не будет работать.
④ N-канальный МОП-транзистор в режиме истощения включается при нулевом входе и выключается, когда его Vgs отрицательный.
⑤ Vgs - напряжение от затвора к источнику; Vgs(th) - пороговое напряжение от затвора к источнику.

1. Источник питания постоянного тока
Когда реле SPDT SSR с фотодиодной матрицей работает от источника постоянного тока, нагрузка 1 должна быть подключена к ПОРТУ 2, а НАГРУЗКА 2 должна быть подключена к ПОРТУ 4, поэтому MOS2 и MOS4 работать не будут.
Когда матрица фотодиодов отключена, напряжение затвора MOS1 ниже его порогового напряжения и не включается, поэтому нагрузка 1 выключена; напряжение затвора MOS3 равно нулю на входе и будет проводить ток, поэтому НАГРУЗКА 2 будет включена (как показано на рисунке 9).

Когда матрица фотодиодов включена, напряжение затвора MOS1 превышает его пороговое напряжение и включается, поэтому нагрузка 1 будет включена; напряжение затвора MOS3 отрицательное и не будет проводить ток, поэтому НАГРУЗКА 2 будет выключена (как показано на рисунке 10).

2. AC Power Supply
Когда реле SPDT SSR с фотодиодной матрицей работает от источника переменного тока, НАГРУЗКА 1 должна быть подключена к ПОРТУ 3, а НАГРУЗКА 2 должна быть подключена к ПОРТУ 5.
Когда матрица фотодиодов отключена, напряжение на затворе MOS1 и MOS2 ниже его порогового напряжения и не включается, поэтому нагрузка 1 выключена; напряжение на затворе MOS3 и MOS4 равно нулю на входе и будет проводить ток, поэтому НАГРУЗКА 2 будет включена (как показано на рисунке 11).

Когда матрица фотодиодов включена, напряжение затвора MOS1 и MOS2 превышает его пороговое напряжение и включается, поэтому НАГРУЗКА 1 будет включена; напряжение затвора MOS3 и MOS4 отрицательное и не будет проводить ток, поэтому НАГРУЗКА 2 будет выключена (как показано на рисунке 12).

Примечание: Из-за особенностей N-канальных МОП-транзисторов с усилением канала и N-канальных МОП-транзисторов с истощением канала этот тип твердотельных реле широко используется для управления цепью нагрузки постоянного тока и цепью нагрузки переменного тока.

2.2 Для чего используется твердотельное реле SPDT

Зарядное Устройство для Солнечной Батареи

Твердотельные реле SPDT обычно используются в системах зарядных устройств для солнечной энергии (таких как портативные солнечные зарядные устройства) для управления оборудованием для зарядки солнечных элементов. Рабочее состояние (состояние зарядки и состояние питания) солнечных элементов переключается очень часто, поэтому механические реле SPDT не могут удовлетворить этому требованию, но SSRS SPDT могут.

Система Плавного Пуска

Когда электронные/электрические системы (и их подсистемы) работают нормально, частота переключения их состояний плавного пуска и остановки очень высока. Поэтому необходимо оборудовать выключатель SPDT make-before-break для предотвращения перенапряжения при переключении.

Устройство Дистанционного Управления/ Радиопередатчик

Если устройство дистанционного управления хочет управлять несколькими объектами, ему необходимо изменить передаваемый сигнал; если вышка связи хочет переключить получателя, ей необходимо изменить сигнал передачи. Такого рода оборудование требует строгой рабочей частоты и точности работы, и твердотельные реле SPDT в большинстве случаев могут соответствовать этим требованиям.

Спутниковый Обогреватель

В космической среде к каждому устройству предъявляются высокие требования (вес, помехозащищенность, адаптивность и так далее). Твердотельное реле SPDT (с множеством преимуществ, таких как малый вес, высокая производительность, длительный срок службы, низкое энергопотребление, низкий уровень электромагнитных помех и т.д.) Отвечает этим требованиям и намного лучше, чем электромеханическое реле SPDT (простая конструкция, но большой вес, плохая помехозащищенность и не может адаптироваться к сложным ситуациям из-за избыточного веса).

§3. Твердотельное реле MGR (HUIMULTD) SPDT

3.1 Как выбрать твердотельное реле MGR (HUIMULTD) SPDT

1) Твердотельное однофазное реле переменного тока серии MGR-1KB

2) Однофазное твердотельное реле переменного тока серии MGR-1 AKB

3.2 Почему стоит выбрать MGR (HUIMULTD)

HUIMU Industrial специализируется на предоставлении продуктов промышленного управления (таких как твердотельные реле) и решений и состоит из двух компаний: HUIMU Trade и MGR.

MGR - это современная высокотехнологичная компания, объединяющая исследования и разработки, производство, продажу и сервисное обслуживание твердотельных реле. С момента своего основания MGR всегда придерживалась цели "Инновации, Качество, Целостность" и миссии "Производство Высококачественных Продуктов Промышленного контроля". На протяжении более 20 лет MGR постоянно внедряет инновации и подает заявки на ряд патентов, а твердотельные реле марки MGR хорошо продаются в стране и за рубежом.

Полный ассортимент твердотельных реле MGR от MGR доступен в широком диапазоне моделей и спецификаций, например: однофазное / трехфазное твердотельное реле, регулятор напряжения, регулятор мощности, регулятор двигателя постоянного тока, трехфазный триггер сдвига фазы (модуль), силовые электронные компоненты (модуль), и так далее. Широкий ассортимент продукции удовлетворяет потребности твердотельных реле в различных отраслях промышленности; высокое качество делает твердотельные реле MGR популярными во всех провинциях и городах Китая, а также в Юго-Восточной Азии, на Ближнем Востоке, в Европе и Соединенных Штатах и завоевывает доверие клиентов.

Сосредоточенность и страсть к технологиям позволили MGR собрать ряд старших инженеров и профессиональных техников. Благодаря совместным усилиям технической команды возможности MGR в области исследований и разработок продолжают совершенствоваться и идти в ногу со временем, а также упрощают проектирование и разработку индивидуальных продуктов OEM и ODM в соответствии с потребностями клиентов.

Настойчивость и стремление к качеству делают MGR востребованной в соответствии с международными стандартами. Каждый рабочий процесс строго соответствует стандарту IS09001, каждая деталь тщательно проверяется превосходным испытательным оборудованием, а опытный высококвалифицированный персонал с командным духом находится в гармонии с передовым производственным оборудованием, и целью является только производство высококачественных твердотельных реле.