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光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南

继电器是任何设计的关键部分,特别是需要大电流驱动某些部分的设计。但在机械继电器和无触点继电器选择上常陷入两难,光继电器的出现解决了这一问题。

下面您将了解光继电器是什么、其独特之处、为何优于机械继电器。

请继续阅读。

什么是光继电器?

要理解光继电器,首先需清楚继电器是什么。简单说,继电器是电路中提供高功率和低功率输出的开关。继电器分两大类:半导体继电器(无触点继电器)和电磁继电器(机械继电器)。

光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
机械继电器

来源:Wikipedia

光继电器是一种无触点继电器,以光为触发信号。与机械继电器不同,它无需触点即可切换负载电流。工作原理:电流流过LED发光,光跨越隔离边界落在PDA芯片光传感器上,驱动连接的MOSFET对导通。MOSFET对导通后,交/直流电流流过其功率端子。

光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
MOSFET

来源:Wikipedia

光继电器 vs 机械继电器

下表对比光继电器与机械继电器特性:

光继电器机械继电器
使用光信号使用可动触点
切换快速且无声切换慢、有响亮咔哒声
寿命长,无触点磨损可动触点受压磨损,寿命较短
输入功耗低输入功耗高

光继电器的优势

如何制作便携式光继电器

所需材料

制作步骤

  1. 将固态继电器、LDR引脚、变压器放置在塑料外壳上,用硅橡胶密封剂固定。
  2. 将二极管、电容、集成电路等小元件焊接在电路板上。
  3. 光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
    电路板

  4. 将电路板安装在塑料外壳上,置于固态继电器与变压器之间、LDR引脚旁。
  5. 将2针排针连接到LDR。
  6. 将固态继电器接线至电路板,再将变压器接线至电路板。
  7. 光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
    电路变压器

    来源:Wikipedia

  8. 安装输出插座到固态继电器,接入变压器布线和输入线。
  9. 最后安装氖灯和接地端子连接变压器。便携式光继电器制作完成。

下面提供电路图参考:

光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
光继电器电路

来源:Maxim Carter

值得注意的是光继电器有三种变体:

下面逐一介绍制作方法。

240 VAC单极版本

制作相对简单:用230V/6V×2变压器替代240VAC,移除氖灯和电阻(150k)。

光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
电阻

防水版本

移除光传感器并用低压布线,即可制作防水版本。但需将光传感器部分封装在半透明防水罐内,其余电路置于遮蔽处。如下电路图所示:

光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
防水光继电器电路图

来源:Wikimedia commons

光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
封闭继电器

来源:Wikipedia

大电流光继电器版本

需将原电阻替换为更大功率电阻以承受大电流。该系统提供增强的夜间安防。同样可按下图电路图驱动240VC继电器。

光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
大电流光继电器

来源:Wikimedia commons

制作便携式光继电器的安全注意事项

处理任何数字器件时必须遵守安全规范,防止人身伤害或器件损坏:

  1. 在干燥环境操作,防触电。
  2. 操作前切断所有电源,断开光继电器相关线路。
  3. 极性检查确保导体去能,防短路、提升功能。
  4. 仅使用系统承受范围内电压,过压可能引爆。
  5. 上电前复核接线正确性。

光继电器入门全攻略:原理、优势与自制指南
复核接线

来源:

总结

随着技术持续进步,设计师寻求开发优质继电器系统:任务得心应手、耐用、高性价比。因此逐渐摒弃机械继电器。鉴于光继电器的普及和优异口碑,可以肯定它是未来趋势。文章到此结束,欢迎随时咨询,我们乐意提供帮助。

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