无触点开关工作原理，无触点开关电路图

很多朋友对无触点开关工作原理，无触点开关电路图不是很了解，艾巴小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

什么是无触点开关？无触点开关是一种由微控制器和电力电子器件组成的新型开关器件。通过改变电路的阻抗值，逐步改变负载电流，从而完成电路的通断。无触点开关的主要特点是无可动接触部件，通断时无电弧或火花，动作迅速，寿命长，可靠性高，适用于防火、防爆、防潮等特殊环境。

无触点开关的优点无触点开关在电磁兼容性、可靠性、安全性方面的优势是触点开关无法比拟的。无触点开关由可控硅控制，在PN结内部导通和截止，无火花，弥补了触点开关复合时火花的不足，避免了因电流过大或高压电路中空气击穿而产生火花，造成误动作。

无触点开关也非常耐高压。比如一些大型电机启动时，转子由静止变为旋转的惯性很大，导致启动电流过大(基本相当于短路电流)，而当它们停止时，惯性会继续运行，从而造成非常高的电压。这里可以应用无触点开关。

常见类型的无触点开关1。三端调节器实现的无触点开关三端调节器是设计者非常熟悉的常用廉价器件之一。图1显示了由三端调节器设计的开关电路。从控制端添加的信号决定了是否将三端调节器接地。如果连接，输出端将通电，否则输出端将断开。该电路非常简单，易于调试，有多种电压调节器可供选择，适用于DC负载的控制。

缺点是稳压管的压降降低了输出电压，不适合电池供电的设备。选择低压差三端稳压器可以得到改善。

2.目前有很多基于可控硅器件的无触点开关可供选择，如如意发半导体公司(ST)的ACS系列产品。本产品可直接用于控制风扇、洗衣机、电机泵等设备，隔离电压可达500 V-1000 V以上.图2是一个典型的应用电路。这种器件价格便宜，但只能用于交流负载的开关控制。

3.基于光电晶体管和达林顿管的无触点开关基于光电晶体管的无触点开关称为光电耦合器，其工作原理如图3所示。当输入端加直流电压时，发光二极管(LED)点亮，光电晶体管会产生光电流，从集电极给负载供电；当输入端加反向电压时，LED不发光，使光电晶体管处于截止状态，相当于负载开路。该设备的工作速度相对较高，一般在微秒级或更快。

从工作原理上看，这些器件主要用于DC负载，也可用于传输恒定电流方向的脉动信号。该设备的工作速度相对较高，一般在微秒级或更快。

达林顿晶体管是两个双极晶体管的组合。达林顿管最大的优点是实现了电流的多级放大，如图4所示。缺点是饱和管压降大。由于两个晶体管共用一个集电极，所以整个达林顿管的饱和电压等于晶体管Q2的正向偏置电压和晶体管Q1的饱和电压之和，而正向偏置电压远远高于饱和电压，所以整个达林顿管的饱和电压特别高，所以整个达林顿管在导通时的功耗更高。

飞兆半导体的达林顿光耦合器采用隔离式达林顿输出配置，将输入光电二极管与初级增益和输出晶体管分开，从而实现比传统达林顿光电晶体管光耦合器更低的输出饱和电压(0.1V)和更高的工作速度。该公司推出了五款最新产品，采用单通道和双通道配置，提供3.3V或5V工作电压的低功耗特性。

双通道HCPL0730和HCPL0731光耦合器提供5V电压工作和SOIC8封装，可实现最佳安装密度。单通道FOD070L、FOD270L和双通道FOD073L器件的工作电压为3.3V，与传统的5V器件相比，功耗进一步降低了33%。NEC芯片PS2802.1/4、PS27021、PS25021/2/4、PS25621/2也属于达林顿光耦。

4.基于MOS或IGBT的无触点开关由于耦合方式不同，基于MOS场效应晶体管的无触点开关有很多种，如OCMOSFET，采用光电耦合方式。原理如图5所示，OCMOSFET的内部原理图如虚线框所示。

该电路包括光伏单元，当LED点亮时，光伏单元对FET的栅极电容器充电，从而增加栅极和源极之间的电压，使MOS FET导通，开关闭合。发光二极管熄灭，光伏电池不再给栅极电容充电，内部放电开关自动闭合，迫使栅极放电，于是栅源电压迅速下降，场效应晶体管关断，开关关断。

OCMOSFET有两种：一种是maketype，常关；另一个是breaktype，它通常是打开的。这里指的是传导型。光耦合MOS场效应晶体管在交流和DC通用，工作速度没有光电耦合器快，是毫秒级。其输出传导特性与输入电流参数无关。OCMOSFET可以用弱控制和强控制驱动安培级的电流。

场效应晶体管由于具有双向导通和低导通电阻的特点，主要用于中断交流信号，如图5所示，所以OCMOSFET也叫固态继电器(SSR)。

基于MOS场效应管的无触点开关器件有很多，如NEC的PS7200系列、ToshibaTLP351系列和松下的NaisAQV系列。一般低导通电阻型适用于负载电流较大的场合，如NECPS710B1A:导通电阻Ron=0.1(最大)，负载电流IL=2.5A(最大)，导通时间TON=5 ms.低CR产品光MOSFET适用于需要切换高速信号的场合，如测量仪器的测试端。

所谓CR积是指输出级MOSFET的输出电容和导通电阻的乘积，是评价MOSFET特性的参数指标。比如NECPS7200H1A:导通电阻Ron=2.2，CR积9.2pF，导通时间Ton=0.5ms，负载电流IL=160mA。

绝缘栅双极晶体管IGBT的结构如图6所示。这种结构使IGBT既有MOSFET可以获得较大直流电流的优点，又具有双极型晶体管较大电流处理能力、高阻塞电压的优点。这种器件可以连接在开关电路中，就像NPN型的双极型晶体管，两者显著的区别在于IGBT不需要通过门极电流来维持导通。

霍尔式无触点开关的工作原理无触点开关（non一eontaetswiteh）靠改变电路阻抗值的变化，阶跃地改变负荷电流，而完成电路通断的一种开关电器（见低压电器）。无触点开关的主要特点是没有可运动的触头部件，导通和关断时不出现电弧或火花。无触点开关分为磁放大器式无触点开关，电子管、离子管式无触点开关，半导体无触点开关。

磁放大器式无触点开关是利用磁性材料做成的。其磁放大器铁芯上绕有交流绕组和直流绕组，改变直流绕组的直流磁化电流的大小即可改变铁芯的磁导率，以使交流绕组的电抗值变化。电路中交流绕组的电抗值最大时，电路的箱出电流最小；而铁芯饱和后，交流绕组的电抗值最小，则翰出电流最大。此两种工作状态对应于电路的关断和导通。

由于带铁芯的交流绕组电抗值不可能无穷大，所以电路在高阻状态下尚有一定的输出电流。此种无触点开关体积与重量较大，电流转换的速度慢，已较少采用。

无触点开关电路图电路图一：图所示电路是无触点开关电路，由四只2ACM型磁敏二极管组成桥式检测电路。平时无磁场时，磁敏二极管组成的电桥无信号输出；当磁铁运行到距磁敏二极管一定位置时，在磁铁磁场作用下，磁敏电桥输出信号，该信号加在VT1的基极上，使其导通。

由于R1上的压降增高，使晶闸管VT2导通，继电器K工作，其常开触点K一l和K一2闭合，指示灯点亮，控制电路接通。

电路图二：如图下图所示，C1、VD、C2、R2、C3和稳压管VS等组成半波整流滤波及稳压电路，R4、RP、C4组成RC时间电路，与非门D、晶体管VT和双向晶闸管V等组成无触点开关电路。当按钮开关SB断开时，电源经R4、RP给C4充电，a点呈高电位。与非门D输出低电位，晶体管VT截止。此时，晶闸管关断，负载不得电。

当按下按钮SB时，电容C4迅速经R3放电，a点呈低电位，与排门D翻转，输出高电位，晶体管VT导通，同时触发双向晶闸管V导通，负载得电工作。松开按钮SB，延时开始。电源重新经R4、RP给C4充电，a点电位逐步上升，当达到与非门D的开门电平时，D翻转，VT截止，V关断，负载断电，延时结束。

调节RP电阻值，可让延时时间在5s~50min范围变化。V应根据电源电压和负载容量选择。D可选用C036两输入端四与非门，其中之一即可，VS的稳压值在6~9V之间。

该电路可实现交流负载在通电一定时间后自行关断，适用于暗室曝光等设备。

电路图三：

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