在电机发动器和取暖体系中具有机械电子两层长处的继电器

  混合式继电器是静态继电器（又称固体继电器、电子继电器或半导体继电器）与机电继电器并联在一起组成的电源开关，兼备机电继电器的低电压降和固体继电器的高可靠性。家电电机发动器或家用电暖气的操控开关是继电器的常用运用领域。鉴于契合RoHS法规或许会下降机电继电器电源开关的可靠性，混合式继电器的商场重视度越来越高。

  可是，正确操控混合式继电器远不像乍看起来那么简单，例如，机电继电器和固体继电器之间的切换操作或许会发生尖峰电压，辐射电磁噪声。本文供给几个简单完结的下降混合式继电器的尖峰电压的操控电路规划小贴士。

  在挑选沟通开关时，规划人员非常熟知机电开关和固体开关的长处和缺陷。半导体开关即固体开关的呼应速度快，通电时无电压反弹，断电时无火花，不会辐射电磁搅扰（EMI），也不会缩短继电器的产品寿数。机电式开关的首要长处是导通损耗小，能够为2 A RMS以上的运用体系省去一个散热器，驱动线圈与电源接线端子之间的电阻隔还节省了驱动可操控硅（SCR）整流管或三端双向晶闸管的光耦合器。

  第三个电源开关解决方案是将固体继电器和机电继电器并联，集两种继电器技能之大成，规划一个混合式继电器(HR)。图1所示是电机发动器所运用的混合继电器拓扑。图中的三相电机发动器只运用两个混合式继电器。假如两个继电器都被关断，只需负载没有衔接零线，电机就会坚持断态。

  图1: 左图)根据混合式继电器的电机发动器； 右图) 继电器/双向晶闸管操控次序

  - 首要，三端双向晶闸管导通(假如电流更大，应改用两个反极性并联的可控硅整流管)，这允许负载零压导通；

  - 然后，继电器在一个或几个沟通电周期后导通。继电器的导通电压极低（一般是在1-2V之间，是双向晶闸管的电压降）；

  - 最终，应在继电器线个周期后吊销双向晶闸管栅电流，为继电器在双向晶闸管关断前开端运转供给足够的时刻。因而，在稳态过程中负载电流只流经机电继电器。

  - 首要，三端双向晶闸管导通。当继电器处于通态时，负载电流首要是通过机电继电器送到电机。.

  - 然后，继电器在几毫秒后关断。继电器的关断电压极低，类似于继电器导通操作。因而，火花期被缩短。

  - 最终，应在继电器线个周期后吊销双向晶闸管栅电流，双向晶闸管关断，混合式继电器在零电流时关断。

  在近乎零压时关断机电式继电器的规划办法可将继电器寿数延伸10倍，假如开关操作是直流电流或电压，继电器的寿数延伸不只是10倍，或许更高。

  最重要的是，由于RoHS职业法规(2002/95/EC)将于2016年7月起禁用镉物质，触点防锈和触点焊接工艺运用的银氧化镉或许会被Ag-ZnO或Ag-SnO2代替，在这种情况下，除非运用更大的触点，不然触点寿数将会缩短。

  零压导通还允许运用容性负载下降涌流，例如，电子镇流器和内置补偿电容或逆变器的荧光灯管。零压导通还有助于延伸电容的生命周期，防止沟通电压动摇。

  此外，固体继电器允许电机完结渐进式软件发动或启停。平顺的加快或减速将会下降机械体系磨损，防止电泵、风机、电动工具、空气压缩机等设备损害。例如，运送管道中的水锤现象将会消失，货品传送带可防止V型皮带打滑和颤动。

  混合式继电器在4-15 kW的电机运用中非常常见，不过也可用于最高250 kW的电机运用体系。

  混合式继电器还用于电暖气等取暖产品，加热功率或室温/水温的设定一般由脉冲串操控器来完结。脉冲串或周期跳跃式操控原理的本质是使负载坚持N个周期的通态和K个周期的断态，“N/K”比担任界说加热功率，类似于脉冲调制操控技能中的占空比。这儿的操控频率小于25-30 Hz，可是，相对于取暖体系的时刻常量，这个速度现已够用。

  三端双向晶闸管的驱动办法虽然有多种，可是，职业法规要求在取暖运用中一定要运用电阻隔操控电路。如图1所示，两个双向晶闸管没有共用同一个参阅电压，这便是规划师等待运用光耦或脉冲变压器规划操控电路的原因。两个电路的工作办法不一样，所发生的电磁搅扰噪声也不尽相同。

  图2所示是一个光耦双向晶闸管驱动电路。当光耦双向晶闸管激活时（即当微操控器的I/O引脚置高电平时），通过电阻R1施加双向晶闸管栅电流。电阻R2衔接在双向晶闸管栅极G和接线之间，用于阻挠每逢施加瞬变电压韶光耦双向晶闸管电容器发生的电流。每逢电流过零时，该操控电路都会发生一个尖峰电压(如图2所示)，即便在光耦双向晶闸管内置电压过零电路，仍就会发生尖峰电压。

  事实上，在一个光耦双向晶闸管驱动电路内，要想施加栅极电流，双向晶闸管A1和接线之间有必要存在电压。双向晶闸管导通压降挨近1V或1.5V，但是低于光耦双向晶闸管和G-A1结的电压降之和（两个电路的电压降都高于1V），所以还不足以驱动电流通过栅极。每逢负载电流为零时，因没有电流施加到栅级，所以双向晶闸管关断。

  在双向晶闸管关断后，线路电压回加到接线端子上，使电压VTPeak升高，升幅足以使在栅极施加的电流到达双向晶闸管的额外栅极电流IGT。在图2所示的T2550-12G双向晶闸管(25 A，1200 V，50 mA IGT)测验中，该电压的最大值电压为7.5 V (在变成负电压过程中)。假定光耦双向晶闸管和G-A1结的典型电压降分别为1.1 V和0.8 V，电阻R1为200 Ohm，这个电压值将会发生28 mA的栅电流，这正是咱们所用样片在第3象限导通所需的IGT 电流（负VT电压和负栅电流）。