無觸點開關分為磁放大器式無觸點開關,電子管、離子管式無觸點開關和半導體無觸點開關。各種無觸點開關的內部結構不同,開關特性也有所不同,詳細了解每種類型的內部開關原理以及開關特性,有利于開發(fā)人員根據控制系統(tǒng)的要求選擇合適的無觸點開關。磁放大器式無觸點開關體積與重量較大且電流轉換速度慢,已較少采用;電子管、離子管式無觸點開關由于電子管、離子管的功率不能做得很大,在實際應用中受到了很大的限制,也已較少使用。
半導體無觸點開關是借電路中半導體器件的可控導通性來實現電路通斷的一種開關電器。它是20世紀50年代后發(fā)展起來的一種開關,可用晶體管或晶閘管組成,由于晶體管受到功率的限制,大都采用晶閘管及其控制電路組成。半導體無觸點開關的優(yōu)點是:電流可以做得較大,耐反壓值高,控制門極功耗小,導通和關斷時間短,工作壽命長,環(huán)境適應性好,工作效率高等。 例如,對有觸點的接觸器,操作頻率高于36次/h以上時就很困難了,但對半導體式無觸點開關則操作頻率每小時可達數萬次至數十萬次以上。
無觸點開關在電磁兼容性、可靠性、安全性等方面的優(yōu)越性是觸點開關無法比擬的。無觸點開關是用可控硅來控制的,因此它是在PN結內部完成導通和截流的,不會有火花,彌補了觸點開關復合時有火花的不足,避免因電流過大出現火花或在高電壓電路中擊穿空氣,造成誤動作。無觸點開關的耐高壓性也很好,如一些大型電機在起動時,由于轉子由靜止變?yōu)檗D動的慣性非常大,造成起動電流超大(基本相當短路電流),停機時由于慣性繼續(xù)運轉,會造成非常高的電壓,無觸點開關便可應用于此。
1.以三端穩(wěn)壓器實現的無觸點開關
三端穩(wěn)壓器是設計者十分熟悉的常用廉價器件之一,圖1是利用三端穩(wěn)壓器設計的開關電路。從控制端加入的信號決定是否將三端穩(wěn)壓器與地導通,若導通則輸出端上電,否則輸出端相當于斷開。此電路十分簡單,也容易調試,且有多種電壓的穩(wěn)壓器供選用,適用于直流負載的控制。缺點是穩(wěn)壓器的管壓降使輸出電壓有所降低,不適合電池供電的設備。選用低壓差三端穩(wěn)壓器可有所改善。