電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）從低壓信號安全地控制高壓系統(tǒng)（如隔離電阻監(jiān)測中的情況）的能力是開發(fā)許多電氣系統(tǒng)所必需的。盡管機電式繼電器和接觸器技術(shù)多年來有所改進，但對于設(shè)計人員來說，要實現(xiàn)電氣系統(tǒng)壽命可靠性和快速開關(guān)速度以及低噪聲、沖擊振動和功耗目標，機電式繼電器和接觸器技術(shù)仍然具有很多困難。

機電式繼電器和接觸器技術(shù)

繼電器本身作為一種電控制器件，是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”，在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器這種自動開關(guān)元件，本身就帶著隔離功能，所以應(yīng)用于遙控、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一。

機電式繼電器是電子工程里很常見的繼電器類型，機電繼電器（MCR）是一種傳統(tǒng)的機械式繼電器，它是根據(jù)電流變化而開關(guān)狀態(tài)的變化。當電流通過線圈時，可以產(chǎn)生磁場，磁場會吸引極性相反的觸點，這樣觸點就會接通或斷開電路。

機電繼電器技術(shù)雖然多年來一直有所改進，但是其應(yīng)用還是相對受限的。機電繼電器對環(huán)境溫度比較敏感，當環(huán)境溫度過高或者過低，都可能影響其性能表現(xiàn)。在不斷的機械切換過程中，其接觸點磨損較快，而且容易產(chǎn)生電弧和噪音。

所以一般現(xiàn)在只在對響應(yīng)速度要求不高，不太關(guān)注噪聲干擾的應(yīng)用里才有機電式繼電器的應(yīng)用。

接觸器則不僅能接通和切斷電路，還具有低電壓釋放保護作用。與機電式繼電器不同的是接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠距離控制，同樣是自動控制系統(tǒng)中的重要元件之一。接觸器的保護作用還是很明顯的，尤其是高壓系統(tǒng)中。

大功率電氣設(shè)備在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換產(chǎn)生的電弧，破壞性極強，而很多直流回路中沒有電壓和電流過零來幫助消除這些可能會產(chǎn)生的電弧，就只能通過高壓接觸器的電弧吹滅強制將電流消零。

滅弧是接觸器很特色的功能，不過就其隔離高低壓的性能來說，仍然顯得有些單一了。

固態(tài)繼電器解決設(shè)計難題

固態(tài)繼電器SSR，是由微電子電路、分立電子器件、電力電子功率器件組成的無觸點開關(guān)器件，可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的。無觸點的結(jié)構(gòu)讓固態(tài)繼電器較之電磁繼電器可靠性更高、響應(yīng)速度更快、也不易受到干擾。

電容式和電感式隔離的固態(tài)繼電器采用聚酰亞胺或二氧化硅絕緣，介電強度可以達到300-500VRMS/um，在可靠性上是很突出的。同時，其響應(yīng)速度大幅領(lǐng)先機電式繼電器，能到us級別，機電式繼電器和光繼電器都無法達到這么快的響應(yīng)速度。

除此之外，能減少尺寸也是現(xiàn)在的電路設(shè)計很看重的。固態(tài)繼電器可以將電源和信號傳輸集成在單一芯片中，盡可能減少其他元器件的使用，顯著減小了解決方案尺寸，同時將BOM成本降低。

不過固態(tài)繼電器的電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差，耐輻射能力也較差，需要嚴格研制EMI，不然工作可靠性會降低。

小結(jié)

固態(tài)繼電器的使用能為汽車電氣系統(tǒng)、工業(yè)電氣系統(tǒng)以及儲能電氣系統(tǒng)等高壓系統(tǒng)帶來可靠性的提升，還特別注重小體積、輕重量并結(jié)合高性能開關(guān)能力，盡可能將內(nèi)部的耗散功率降低。