電源/智慧型能源

具有零交叉開關切換功能的簡單固態繼電器

2015年05月29日 | Dan Meeks

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本文所討論的固態繼電器(SSR)能利用雙向整流器(Triac)切換大電流的交流負載。市場上有許多簡單的固態繼電器電路，但本文所探討的這個電路可能是最簡單的，只在交流線路電壓接近零時才導通和關斷。

圖1 具有零交叉(Zero-cross)開關功能的交流固態繼電器原理圖

當交流線路電壓在大約15伏特(V)以上時，電晶體Q2將可發揮如鉗位器(Clamp)般的功能，禁止輸出SCR柵極驅動電壓。當線路電壓低於15V時，光耦合器便會控制SCR的柵極。流入光耦合器發光二極體(LED)的正向電流可讓電流從整流後的交流線路流向SCR柵極，並使其導通。一旦SCR導通，就會有足夠的電流流經橋式整流器(Bridge Rectifier)，進而使雙向整流器導通。

當光耦合器關斷時，上述電路具有類似的行為：SCR將繼續導通半個週期的時間，但隨著光耦合器的關斷，一旦交流電壓從下半個週期開始增加，SCR將不再導通。

圖2 是示波器上的截圖，顯示光耦合器的LED側控制電壓以及經過開關後的交流輸出。