固态继电器工作原理
什么是固态继电器?固态继电器的工作原理!
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什么是固态继电器?固态继电器的工作原理!固态继电器(SolidStateRelays,缩写SSR)是一种无触点电子开关,由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片,采纳混合工艺组装来实现操纵回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔离及暗号耦合,由固态器件实现负载的通断切换功能,内部无任何可动部件。
尽管市场上的固态继电器型号规格繁多,但它们的工作原理基本上是相似的。
主要由输入(操纵)电路,驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。
固态继电器的输入电路是为输入操纵暗号提供一个回路,使之成为固态继电器的触发暗号源。
固态继电器的输入电路多为直流输入,个别的为交流输入。
直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。
阻性输入电路的输入操纵电流随输入电压呈线性的正向变化。
恒流输入电路,在输入电压达到必定值时,电流不再随电压的升高而明显增大,这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。
固态继电器的驱动电路可以包罗隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。
隔离耦合电路,日前多采纳光电耦合器和高频变压器两种电路形式。
常用的光电耦合器有光-三极管、光-双向可控硅、光-二极管阵列(光-伏)等。
高频变压器耦合,是在必定的输入电压下,形成约10MHz的自激振荡,通过变压器磁芯将高频暗号传递到变压器次级。
功能电路可包罗检波整流、过零、加速、庇护、显示等各种功能电路。
触发电路的作用是给输出器件提供触发暗号。
固态继电器的输出电路是在触发暗号的操纵下,实现固态继电器的通断切换。
输出电路主要由输出器件(芯片)和起瞬态按捺作用的汲取回路组成,有时还包罗反馈电路。
日前,各种固态继电器使用的输出器件主要有晶体三极管(Transistor)、单向可控硅(Thyristor或SCR)、双向可控硅(Triac)、MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。
固态继电器原理固态继电器(SolidstateRelay,SSR)是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关,利用电子组件(如开关三极管、双向可控硅等半导体组件)的开关特性,达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的,因此又被称为无触点开关。
固态继电器的分类与工作原理
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固态继电器的分类与工作原理固态继电器(Solid State Relay,简称SSR)是一种无触点的电子开关,它通过半导体元件来实现电气信号的转换和控制,具有可靠性高、体积小、寿命长等优点。
固态继电器的分类主要包括驱动方式、开关方式和电气连接方式。
1.驱动方式分类:-常开型:工作时继电器的触点始终处于导通状态,只有收到控制信号后才会断开。
-常闭型:工作时继电器的触点始终处于断开状态,只有收到控制信号后才会闭合。
-双向型:既可以常开,也可以常闭,通过控制信号实现转换。
2.开关方式分类:-零电压开关:只在电源交流电压过零点时闭合,可以减小开关产生的干扰和接触电流峰值。
-非零电压开关:可以在电源电压波形的任意时间点进行开关操作,但会产生更大的电流峰值和干扰。
3.电气连接方式分类:-串联型:继电器的负载与驱动电源串联连接,可以通过继电器来控制负载的通断。
-并联型:继电器的负载与驱动器并联连接,可以通过继电器来对负载进行调整或保护。
1.控制信号输入:通过电路调节控制信号电流的大小,将控制信号输入到固态继电器。
2.光电隔离(光电三端子型SSR):固态继电器中的光电三端子将输入的控制信号转换为光信号,使得输入和输出之间实现电隔离。
光电耦合器的输入端通过控制信号电流激活光发射二极管,产生光信号。
3.光信号转换(光电三端子型SSR):光信号进入光检测二极管,使其电导增加,形成与光发射二极管相对应的电流变化。
光电三端子通过这种光信号转换,实现了输入信号的非接触隔离。
4.控制信号放大(FET型SSR):固态继电器通过驱动电路将输入信号的电流转换为电压信号,驱动场效应晶体管(FET)。
控制信号电压的大小决定了FET的导通程度,从而控制FET管脚之间的通断。
5.开关操作:在光电隔离或FET控制之后,固态继电器会根据输入信号的状态进行开关操作。
当控制信号激活固态继电器时,输出与输入之间的电路就会通断,控制负载的开关与输出状态。
固态继电器工作原理
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固态继电器工作原理
固态继电器是一种集电器和电子器件的组合装置,由输入控制部分、输出控制部分和隔离部分组成。
其工作原理主要包括以下几个方面:
1. 输入控制部分:固态继电器的输入端通常为一个LED,当
给LED加上足够的电压时,LED会发光。
这个电压可以通过
串联的电阻来控制。
当LED发光时,输入控制部分会被激活。
2. 输出控制部分:输入控制部分的激活会导致输出控制部分的晶体管(也称为光敏晶体管)工作。
这个晶体管通常由一对
PN结组成,当输入控制部分被激活时,LED发出的光会经过
隔离部分照射到晶体管的基极上,使得PN结处的电阻发生变化。
这个变化会引起输出电路的电流变化。
例如,当晶体管导通时,输出电路的电流会通过,当晶体管截止时,输出电路的电流会断开。
3. 隔离部分:固态继电器的输入和输出部分通常通过一个绝缘材料隔离,以防止输入和输出之间的电信号相互干扰。
这样的隔离部分通常使用光耦的形式,通过光的传导来实现输入和输出之间的电隔离。
综上所述,固态继电器的工作原理是通过LED的发光和光敏
晶体管的控制来实现输入和输出之间的电隔离和电流控制。
固态继电器的工作原理
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固态继电器的工作原理
固态继电器是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关,利用电子组件(如开关三极管、双向可控硅等半导体组件)的开关特性,达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的,因此又被称为“无触点开关”。
固态继电器工作原理图一:
从DW1、DW2上取出的削顶正弦信号经反相器BG1输出方波再经运算放大器A输出尖峰脉冲信号。
尖峰脉冲加在D3~D6的沟通对角线与SCR的掌握极和阴极间,D3~D6的直流对角线接在光电耦合器的输出端。
当从A、B输入低压小电流信号时,二极管发光,光敏管导通,于是从A运算放大器中输出的尖峰脉冲触发SCR导通,角载RL得电。
A、B无信号输入时,光电耦合器BG2截止,尖峰脉冲通不过而使SCR不能导通。
固态继电器工作原理图二:
当无输入信号时,GD中的光敏三极管裁止,VT1是沟通电压零点检测器,通过R3获得基极电流而饱和导通,将VTH的门极箝在低电位而处于关断状态。
当有输人信号时,光敏三极管导通,此时VTH 的状态由VT1打算,如此电源电压大于过零电压时,分压器R3、R2
的分压点P电压大于VBE1,VT1饱和导通,SCR门极因箝位在低电位而截止,TR的门极因没有触发脉冲而处于关断状态。
只有当电源电压小于过零电压,P点电压小于VBE1时G1截止,SCR门极获得触发信号而导通。
在TR的门极获得触发脉冲,TR就导通.从而接通负载电源。
固态中间继电器工作原理
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固态中间继电器工作原理固态继电器是一种将电子器件与固态电子技术相结合的新型继电器。
相比传统的机械继电器,固态继电器具有无触点、高速开关、寿命长、耐振动等特点,因此在工业自动化控制、电力电能监测和其他领域得到广泛应用。
下面将详细介绍固态中间继电器的工作原理。
固态中间继电器的核心是一对互补的MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管),分别被称为pMOSFET和nMOSFET。
这两个MOSFET在工作过程中的导通与关闭状态相反,通过这对互补的MOSFET可以实现输入电路到输出电路的电隔离。
固态中间继电器通常还配备有一个控制电路,用来控制MOSFET的开关状态。
1.输入信号检测:固态中间继电器通过输入端接收控制信号,当输入信号为低电平(通常为0V)时,控制电路检测到输入信号为低电平,并将pMOSFET导通,nMOSFET关闭;当输入信号为高电平(通常为5V或24V)时,控制电路检测到输入信号为高电平,并将pMOSFET关闭,nMOSFET导通。
2.过流保护:当输出电流超过设定值时,固态中间继电器会自动切断输出电路,起到过流保护的作用。
过流保护一般通过电流传感器来实现,当输出电流超过设定值时,电流传感器会检测到异常电流,并将异常信号发送给控制电路,控制电路会将pMOSFET关闭,nMOSFET导通,从而切断输出电路。
3.过温保护:固态中间继电器还具有过温保护功能,当温度超过设定值时,继电器会自动切断输出电路,以保护继电器和其他设备的安全。
过温保护一般通过温度传感器来实现,当温度传感器检测到温度超过设定值时,将异常信号发送给控制电路,控制电路会将pMOSFET关闭,nMOSFET 导通,切断输出电路。
4.输出电流控制:固态中间继电器还可以根据需要对输出电流进行控制。
输出电流控制一般通过控制电路来实现,控制电路可以根据输入信号和输出电流的反馈信号来调节输出电流的大小。
通过以上工作原理,固态中间继电器可以实现对输出电路的精确控制和保护功能。
固态继电器的工作原理及特性
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固态继电器的工作原理及特性固态继电器(solidstate relay,简称SSR)是把光控晶闸管和发光二极管封装在一起,两者间保证电的隔离,只有光的联系,和继电器里的线圈与接点互相隔离一样,通过发光管的亮和灭就能控制晶闸管电路的通断,其功能与普通电磁继电器一样。
固态继电器除了在电路通断过程中无机械运动、无接点、因而没有磨损和火花之外,又把弱电控制信号和强电被控制电路隔离开来,把继电器的功能和优点都体现了出来,同时由克服了继电器的缺点。
一、固态继电器工作原理SSR固态继电器以触发形式,可分为零压型(Z)和调相型(P)两种。
在输入端施加合适的控制信号VIN时,P型SSR立即导通。
当VIN撤销后,负载电流低于双向可控硅维持电流时(交流换向),SSR关断。
Z型SSR内部包括过零检测电路,在施加输入信号VIN时,只有当负载电源电压达到过零区时,SSR才能导通,并有可能造成电源半个周期的最大延时。
Z型SSR关断条件同P型,但由于负载工作电流近似正弦波,高次谐波干扰小,所以应用广泛。
有的公司SSR由于采用输出器件不同,有普通型(S,采用双向可控硅元件)和增强型(HS,采用单向可控硅元件)之分。
当加有感性负载时,在输入信号截止t1之前,双向可控硅导通,电流滞后电源电压90O(纯感时)。
t1时刻,输入控制信号撤销,双向可控硅在小于维持电流时关断(t2),可控硅将承受电压上升率dv/dt很高的反向电压。
这个电压将通过双向可控硅内部的结电容,正反馈到栅极。
如果超过双向可控硅换向dv/dt指标(典型值10V/s,将引起换向恢复时间长甚至失败。
单向可控硅(增强型SSR)由于处在单极性工作状态,此时只受静态电压上升率所限制(典型值200V/s),因此增强型固态继电器HS系列比普通型SSR的换向dv/dt指标提高了520倍。
由于采用两只大功率单向可控硅反并联,改变了电流分配和导热条件,提高了SSR输出功率。
二、固态继电器的应用固态继电器是由固态元件组成的无触点开关,具有工作安全可靠、寿命长、无触点、无火花、无污染、高绝缘、高耐压(越过2.5kv)、低触发电流、开关速度快、可与数字电路巨配,以阻燃型环氧树脂为原料,采用灌封技术,使与外界隔离,具有良好的耐压、防潮、防腐、抗震动等性能。
固态继电器工作原理和应用实例
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固态继电器工作原理和应用实例固态继电器(SSR)是一种利用高可靠性半导体器件代替机械继电器的新型继电器。
它由输入控制电路和输出控制电路组成,能够将输入控制信号转换为输出控制信号,实现电气信号的放大、隔离和控制。
固态继电器相比传统的机械继电器具有更快的响应速度、更高的工作频率、更长的寿命和更高的抗干扰能力,因此被广泛应用于自动化控制、工业电气设备、电动机驱动、电力系统和通信设备等领域。
固态继电器的工作原理主要由输入驱动电路和输出开关电路组成。
输入驱动电路使用光电耦合器等元器件将输入的电气信号隔离,保证了输出开关电路与输入之间的电气隔离。
输出开关电路则由半导体器件(主要是功率场效应管和三极管)组成,它们能够根据输入信号的大小进行控制,实现开关状态的转换。
固态继电器的输出电压和电流通常通过类型和规格来定义。
1.高可靠性:固态继电器无机械运动部件,没有触点磨损和粘连的问题,从而大大提高了其可靠性和寿命。
2.高速响应:固态继电器的输出开关速度快,通常在微秒级别,比机械继电器快数十倍,适合于需要快速响应和高频率操作的应用。
3.低电磁干扰:固态继电器无电弧和触点,不会产生电磁干扰和开关跳闸现象,减少了对其他电子设备的影响。
4.高密度集成:固态继电器采用半导体器件制造,体积小,重量轻,易于集成和安装。
5.低功耗:固态继电器的输入驱动电路通常采用低功耗的光电耦合器,相比机械继电器的电磁驱动线圈,能够实现更高的能效。
1.工业自动化控制:固态继电器可用于自动化生产线、机器人控制系统等工业场合的中断、分离和保护电路。
2.温度控制系统:固态继电器可以控制加热元件的功率,实现对温度的精确调节和控制,适用于烘烤设备、电炉等温度控制系统。
3.电动机驱动:固态继电器可用于对电动机的启动、制动、调速等控制,适用于电机驱动、机械运动控制等应用。
4.汽车电子:固态继电器可用于汽车电子系统中的电磁阀、电动油泵、电动涡轮增压器等设备的控制。
固态继电器的工作原理
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固态继电器的工作原理固态继电器工作原理详细介绍ssr固态继电器以触发形式,可分为零压型(z)和调相型(p)两种。
在输入端施加合适的控制信号vin时,p型ssr立即导通。
当vin撤销后,负载电流低于双向可控硅保持电流时(交流高速运行),ssr斩波器。
z型ssr内部包括过零检测电路,在施加输入信号vin时,只有当负载电源电压达到过零区时,ssr才能导通,并有可能造成电源半个周期的最大延时。
z型ssr关断条件同p型,但由于负载工作电流近似正弦波,高次谐波干扰小,所以应用有的公司ssr由于使用输入器件相同,存有普通型(s,使用双向可控硅元件)和增强型(hs,使用单向可控硅元件)之分后。
当加存有感性功率时,在输出信号截至t1之前,双向可控硅导通,电流落后电源电压90o(氢铵感时)。
t1时刻,输出掌控信号撤消,双向可控硅在大于保持电流时斩波器(t2),可控硅将忍受电压上升率dv/dt很高的逆向电压。
这个电压将通过双向可控硅内部的结电容,负反馈至栅极。
如果少于双向可控硅高速运行dv/dt指标(典型值10v/s,将引发高速运行恢复正常时间短甚至失利。
单向可控硅(增强型ssr)由于处于单极性工作状态,此时只受到静态电压上升率所管制(典型值200v/s),因此增强型固态继电器hs系列比普通型ssr的高速运行dv/dt指标提升了520倍。
由于使用两只大功率单向可控硅反并联,发生改变了电流分后配和导热条件,提高了ssr输出功率。
增强型ssr在大功率应用领域场合,无论是感性功率还是阻性功率,耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性,均少于普通固态继电器,并达至了进口产品的基本指标,就是替代普通固态继电器的更新产品。
固态继电器的应用领域s系列固态继电器,hs系列增强型固态继电器、可以广泛用于:计算机外围接口装置,恒温器和电阻炉控制、交流电机控制、中间继电器和电磁阀控制、复印机和全自动洗衣机控制、信号灯交通灯和闪烁器控制、照明和舞台灯光控制、数控机械遥控系统、自动消防和保安系统、大功率可控硅触发和工业自动化装置等。
固态继电器的工作原理及介绍
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固态继电器的工作原理及介绍引言继电器是电气控制系统中常用的一种电器设备,用于控制电路的开关与闭合。
传统的继电器使用电磁线圈和机械触点来实现电路的控制,然而,这种机械式继电器存在着寿命短、易磨损、噪音大等问题。
为了克服这些问题,固态继电器(SSR)应运而生。
本文将介绍固态继电器的工作原理及其应用。
一、固态继电器的原理1. 电气隔离固态继电器采用了半导体器件和光电耦合技术,取代了传统的机械触点。
固态继电器内部包含两个主要部分:输入端和输出端。
输入端与控制电路相连,输出端与被控制电路连接。
输入端使用光电耦合器件将控制信号转化为光信号,通过绝缘隔离技术,使输入和输出端实现了电气隔离,避免了电气干扰和电弧产生。
2. 半导体开关固态继电器的关键部分是半导体开关。
在固态继电器的输出端,通过控制电流的调节,可以使半导体开关从关断状态切换到导通状态,从而实现对被控制电路的开和关。
半导体开关的导通能力较弱,通常用来控制小功率的电路。
如果需要控制大功率的电路,可以通过并联连接多个固态继电器实现。
3. 零电压开关固态继电器采用了零电压开关技术,即在每个周期的交流电压正交点(通过零电压检测电路)切断电流,以降低电流切换时产生的电弧和噪音。
这不仅延长了固态继电器的寿命,还提高了系统的可靠性和稳定性。
二、固态继电器的优势1. 高可靠性固态继电器没有机械活动部件,避免了传统继电器容易磨损和寿命短的问题。
相比之下,固态继电器具有更长的寿命和更高的可靠性。
此外,固态继电器的零电压开关技术还能减轻设备的损耗和维护成本。
2. 低噪音传统的机械继电器在工作时会发出嗒嗒的噪音,而固态继电器无噪音无振动,提供了更加安静的工作环境。
3. 快速响应时间固态继电器由于无机械动作,可以实现快速的开关速度和响应时间,提高了系统的控制精度。
4. 小体积由于固态继电器采用集成化设计,其体积相比传统继电器更小,更容易安装在狭小的空间内。
5. 良好的环境适应性固态继电器采用半导体器件,具有耐振、耐冲击、抗污染等优点,适用于各种恶劣的工作环境。
固态继电器的工作原理
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固态继电器的工作原理
固态继电器是一种电子开关设备,利用半导体元件实现电流的开关控制。
其工作原理基本如下:
1. 输入控制信号:通过控制端施加合适的电压或电流信号来激活固态继电器。
这个信号可以是数字逻辑信号、模拟信号或者直流电源电压。
2. 激活导通:当输入控制信号施加到固态继电器的控制端时,内部的半导体开关元件(如晶体管)会被导通,从而在载流电路上形成一条通路。
这样,电流就可以经过固态继电器进行流动。
3. 载流控制:固态继电器的负荷电流会经过半导体开关元件进行控制。
一般情况下,固态继电器可以承受高电流和高电压,因此可以被用来控制大功率负荷。
4. 绝缘隔离:固态继电器的输入控制端和输出负载端使用光电隔离技术进行电气隔离,使得控制信号和负载电路之间没有直接的电气连接。
这样可以提高安全性和防止电磁干扰。
5. 长寿命和稳定性:相比于传统的机械继电器,固态继电器没有机械动作部件,因此具有更长的寿命和更高的可靠性。
而且,固态继电器可以在宽温度范围内正常工作。
综上所述,固态继电器的工作原理主要包括输入信号的激活导
通、负载电流的控制、绝缘隔离以及长寿命和稳定性等方面。
它广泛应用于自动化控制、电力系统、通信设备等领域。
固态继电器原理
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固态继电器原理固态继电器(也称为固态继电器模块)是一种使用半导体器件作为开关元件的继电器。
相比传统的电磁继电器,固态继电器具有更高的速度、更小体积、更长寿命和更低功耗等优点。
固态继电器常用于自动化控制系统、工控设备以及电力电子等领域。
本文将详细介绍固态继电器的原理。
一、固态继电器的构造和工作原理触发电路:触发电路负责将输入信号转换为控制信号。
通常使用的触发电路是基于光电耦合器的,输入信号通过一个光电耦合器的发光二极管(LED)驱动,并通过另一个光电耦合器中的光敏二极管控制输出管脚的状态。
控制器:控制器是固态继电器的核心部分。
当控制信号的输入满足一定条件时,它会通过内部的驱动电路将输出开关电路的触发器切换到导通(ON)或断开(OFF)状态。
开关电路: 开关电路是固态继电器的输出部分。
通常由一对双向触发器和一个双向或单向可控硅(triac或SCR)组成。
当控制信号使触发器切换到导通态时,开关电路导通,电流流过负载。
相反,当控制信号使触发器切换到断开态时,开关电路断开,负载不再接通电流。
二、固态继电器的工作特点1.零电流开关:固态继电器可通过去激活LED来关闭输出开关电路,不需要持续的控制电流。
这意味着固态继电器在保持断开状态时,将几乎没有电流损耗。
这是相比传统电磁继电器的明显优势。
2.高速开关:固态继电器的互感器响应时间非常短,一般在毫秒级别。
这使得固态继电器在需要高速切换的应用中具有非常好的性能。
3.长寿命:固态继电器由于没有机械零件,没有磨损和接触故障的问题。
它们的寿命通常可以达到数百万次的开关操作,大大超过电磁继电器的使用寿命。
4.高电绝缘:固态继电器的输入和输出之间通常具有很高的电绝缘性能。
这是通过使用光电耦合器来实现的,使得固态继电器在高电压和高电流环境下使用时更加安全可靠。
三、固态继电器的应用领域1.自动化控制系统:在自动控制系统中,固态继电器常用于控制各种电机、灯光、加热器等设备。
由于其高速开关和长寿命等特性,可以提高系统的响应速度和可靠性。
固态继电器工作原理及接线使用方法
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固态继电器工作原理及接线使用方法一、工作原理固态继电器是一种电子开关设备,采用半导体器件代替传统的机械继电器。
它主要由一个输入控制端和一个输出控制端组成,实现对电路的开关控制。
固态继电器的工作原理是通过控制输入端的电信号来操纵半导体器件中的电阻变化,从而实现开关的控制。
当输入信号为高电平时,固态继电器闭合;当输入信号为低电平时,固态继电器断开。
固态继电器的优点包括速度快、寿命长、抗干扰能力强等。
但是也需要注意其承受电流和工作环境温度范围,以免损坏器件或影响其正常工作。
二、接线使用方法1.接线须知–在接线之前,务必断开电源,以确保安全。
–根据固态继电器的额定工作电压和电流来选择合适的继电器。
–注意接线时的极性,不要接反。
2.接线步骤–将固态继电器的输入端(控制端)与控制信号源相连,输入端一般标有“+”和“-”,“+”为高电平输入,“-”为低电平输入。
–将固态继电器的输出端与需要控制的电路或设备相连,输出端也有极性标记,请注意连接方式。
–接通电源,根据需要的信号输入调整控制信号,固态继电器即可实现开关控制。
3.注意事项–接线时不要使固态继电器承受超过额定电流或电压的信号,以免损坏。
–在高温环境下使用固态继电器时,注意散热问题,避免过热影响继电器的正常工作。
4.示范接线图控制信号源 ------------------- 输入端(+)||——固态继电器|输出端(+)————————需要控制的设备三、总结固态继电器是一种应用广泛的电子开关设备,其工作原理简单清晰,接线使用也相对便捷。
正确理解固态继电器的工作原理和合理接线使用,可以更好地实现对电路的控制。
在真实工程应用中,根据具体场景和需求合理选择固态继电器,并按照规范接线使用,可确保设备的安全可靠性和稳定性。
交流固态继电器的工作原理
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交流固态继电器的工作原理
固态继电器是一种电子开关设备,它不像传统的机械继电器使用继电器线圈和机械触点进行开关操作,而是使用半导体器件来实现开关功能。
固态继电器通常由输入端、输出端和控制电路组成。
输入端接收控制信号,控制电路会通过对输入信号的处理来控制输出端的开关操作。
输出端通常是由一个或多个半导体开关器件组成(如晶体管、场效应管、二极管等),当控制电路接收到合适的信号时,会激活通路使输出端导通(ON)或断开通路使输
出端截断(OFF)。
固态继电器的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤:
1. 控制信号:输入端接收到控制信号,可以是电压、电流或数字信号等,用来控制继电器的开关操作。
2. 输入信号处理:控制电路对输入信号进行处理,如电压放大、滤波、比较等操作,以确保输入信号符合继电器的控制要求。
3. 输出控制:根据处理后的输入信号,控制电路会激活输出端的开关器件进行开关操作。
当需要导通时,开关器件会使输出端通路导通(ON);当需要截断时,开关器件会断开输出端
通路(OFF)。
4. 输出状态监测:固态继电器通常会内置输出状态监测功能,可以通过内部电路来检测输出端的导通或截断状态,并反馈给
控制电路。
这可以帮助确保继电器在故障状态下能够及时被检测到并进行相应的处理。
固态继电器相较于传统机械继电器具有响应速度快、寿命长、抗振动、抗干扰等优点,广泛应用于自动化控制系统、电力电子设备、通讯设备等领域。
固态继电器 原理
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固态继电器原理一、什么是固态继电器?固态继电器(Solid State Relay,简称SSR)是一种新型的半导体继电器,与机械式继电器不同,它没有机械触点,通过半导体器件实现开关功能。
固态继电器具有高速、高可靠性、无噪音等优点,并且具有良好的抗干扰能力和长寿命等特点。
二、固态继电器的结构与工作原理1. 固态继电器的结构固态继电器主要由输入控制端、输出控制端和功率控制端三部分组成。
其中输入控制端通常由LED光耦隔离元件组成,负责将外部输入信号转换为内部控制信号;输出控制端则由晶闸管或三极管等半导体元件组成,用于开关功率线路;功率控制端则由负载、热敏电阻和双向可控硅等元件组成。
2. 固态继电器的工作原理当外部输入信号加到LED光耦上时,光耦中的发光二极管被激发发出光线照射到另一个二极管上。
这个二极管是一个光控三极管,它的基极电压随着LED的光强度而变化,从而使得三极管的导通电流发生变化。
这个电流被放大后进入功率控制端中的晶闸管或三极管,从而控制负载的开关状态。
三、固态继电器的特点1. 高速固态继电器没有机械触点,开关速度非常快,可以达到微秒级别。
2. 高可靠性固态继电器采用半导体器件实现开关功能,没有机械部件,因此具有较高的可靠性和稳定性。
3. 无噪音由于没有机械触点,在开关过程中不会产生噪音。
4. 抗干扰能力强固态继电器采用半导体元件实现开关功能,在恶劣环境下仍然可以正常工作,并且不容易受到外界干扰。
5. 寿命长由于没有机械部件,固态继电器寿命较长,一般可以达到数十万次以上的开关寿命。
四、固态继电器的应用领域1. 工业自动化领域固态继电器广泛应用于工业自动化领域,如机床控制、自动化生产线、工业炉等。
2. 家电领域固态继电器也被广泛应用于家电领域,如冰箱、洗衣机、空调等。
3. 光伏发电系统固态继电器在光伏发电系统中也有广泛应用,可以实现对光伏板的控制和保护。
4. 交通运输领域固态继电器也被应用于交通运输领域,如地铁信号灯、高速公路收费站等。
固态继电器工作原理及接线使用方法
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固态继电器工作原理及接线使用方法固态继电器(Solid State Relay,简称SSR)是一种在控制信号电路与被控制电路之间进行电气隔离的电子开关装置,它通过半导体器件(如光电转换器、晶闸管、场效应管等)来实现对电流的控制。
相比传统的电磁继电器,固态继电器具有体积小、寿命长、响应快、耐冲击、可靠性高等优点,广泛应用于自动化控制领域。
1.输入控制信号:固态继电器的控制端通常为一个输入电压信号。
当控制电压处于工作电压范围内时,控制电路中的激活电源会为SSR提供足够的电流和电压以使其导通,完成输入信号的传输。
2. 光电耦合器:固态继电器内部通常包含一个光电耦合器(Optocoupler),其由一个发光二极管(LED)和一个光敏三极管(Phototransistor)组成。
当输入电压导通时,LED会发出红外线,并被光敏三极管接收。
3.内部开关:光电耦合器接收到红外信号后,光敏三极管会根据其光敏元件的导通程度改变输出电阻,进而控制内部开关,通常为晶闸管或场效应管,的状态。
当光敏三极管导通时,内部开关导通,实现电流的通断控制。
4.输出负载:固态继电器的输出端通常为一个负载电源,其与内部开关相连。
当内部开关导通时,负载电源与负载电器连接,使电流得以通过;当内部开关断开时,负载电器与负载电源断开,电流停止流过。
1.输入端接线:控制端一般需要外部输入一个控制信号电压,常用的控制信号电压有3~32VDC(直流)和85~250VAC(交流)两种。
-直流输入:如果采用直流输入,可以使用一个稳压电源和一个电阻作为限流器,将控制端的正极与稳压电源正极相连,负极则接入控制信号输入端并与稳压电源的负极相连。
-交流输入:如果采用交流输入,可以直接将控制信号输入端接入交流电压。
2.输出端接线:输出端一般用于控制电流的开断,其接线方法根据实际应用的负载类型而有所不同。
-直流负载:如果负载是直流电压,可以将正极与SSR输出端连接,负极与负载相连。
固态继电器的分类与工作原理
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固态继电器的分类与工作原理固态继电器是一种电气开关装置,用于控制电流和电压的流向,实现电路的分流、分流和隔离。
相对于传统的机械继电器,固态继电器没有机械触点,具有较高的可靠性、长寿命和快速的开关速度。
本文将介绍固态继电器的分类和工作原理。
1.单向导通型:固态继电器只能导通于一个方向,无法逆向导通。
2.双向导通型:固态继电器可以双向导通,即可将电流从两个方向传导,具有更大的灵活性。
3.交流型固态继电器:用于交流电路的控制,可以实现对交流电流的开关控制。
4.直流型固态继电器:用于直流电路的控制,可以实现对直流电流的开关控制。
1.光电耦合器工作原理:光电耦合器是固态继电器中的关键组件,它能够将电信号转化为光信号,实现电路之间的隔离。
光电耦合器由发光二极管(LED)和光敏三极管(光控晶体管)组成。
当输入电流通过LED时,LED产生光信号,该光信号照射到光敏三极管上,使其发生光电转换,产生电流信号。
2.继电器驱动芯片:固态继电器的继电器驱动芯片主要负责将光电耦合器转换的电流信号放大,以控制其他器件的工作状态。
当光电耦合器输出的电流信号达到一定阈值时,继电器驱动芯片放大该信号,并将其转换为高电平或低电平信号,以控制后续电路的开关状态。
3.三极管工作原理:具有功放功能的三极管用于驱动输出负载。
当继电器驱动芯片输出高电平时,三极管处于导通状态,负载电路就会形成通路,电流可以流动。
当继电器驱动芯片输出低电平时,三极管不导通,负载电路就会中断,电流无法流动。
4.辅助电路:总结:固态继电器是一种可靠、高效的电气开关装置,通过光电耦合器、继电器驱动芯片和三极管的协同工作,实现对电流和电压的控制。
不同类型的固态继电器适用于不同的电路需求,广泛应用于自动化控制、机械设备和电子设备等领域。
ssr固态继电器工作原理
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SSR固态继电器的工作原理1. 继电器的基本原理继电器是一种电控制电器的装置,它通过控制一个或多个开关来实现对电路的开关控制。
传统的机械继电器由线圈、触点和弹簧组成。
当线圈通电时,产生磁场吸引触点闭合,断开或连接电路。
然而,机械继电器存在一些问题,如噪音、机械磨损、寿命有限等。
为了解决这些问题,固态继电器(Solid State Relay, SSR)应运而生。
2. SSR固态继电器的基本结构SSR由输入端、输出端和驱动部分组成。
输入端通常是一个控制信号(如低功率直流信号),输出端则用于控制高功率负载(如交流负载)。
驱动部分包括光耦隔离、触发芯片和功率元件。
3. 光耦隔离光耦隔离是SSR中重要的一部分。
它通过光学传感技术将输入端与输出端进行了隔离,避免了直接接触高压高功率负载。
光耦隔离由发光二极管(LED)和光敏三极管(光电晶体管)组成。
当输入端的控制信号施加到LED上时,LED会发出红外线。
光敏三极管中的光电二极管感受到红外线后,产生电流,从而控制输出端的开关。
4. 触发芯片触发芯片是SSR中的核心部件,负责控制和调节输出端的开关状态。
触发芯片通常由一个集成电路(IC)构成。
触发芯片通过对输入端信号进行处理,产生相应的控制信号,以驱动功率元件切换输出端。
触发芯片还能实现一些额外功能,如过流保护、过温保护等。
5. 功率元件功率元件是SSR中用于切换高功率负载的部分。
它通常采用半导体器件(如晶闸管、三极管、场效应晶体管等)替代传统机械式继电器中的触点。
当触发芯片产生相应的控制信号时,功率元件会切换通断状态,从而实现对负载电路的控制。
6. 工作原理SSR的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1.输入端的控制信号施加在光耦隔离中的LED上,LED发出红外线。
2.光敏三极管中的光电二极管感受到红外线后,产生电流。
3.电流经过触发芯片进行处理,产生相应的控制信号。
4.控制信号驱动功率元件切换通断状态,控制输出端的负载电路。
固态继电器原理及接线方法
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固态继电器原理及接线方法固态继电器是一种使用半导体材料代替机械触点的继电器。
它的工作原理是通过控制电源施加在半导体材料上,使其导通或者截断电流。
它具有快速、可靠、耐用、免维护等特点,广泛应用于自动控制、冶金、化工、电力和电子设备等领域。
AC型固态继电器的接线方法如下:1.单相交流负载接线方法:-将交流电源的L(或L1)相线接触AC负载线链,将交流电源的N(或L2)相线接触AC负载线链,将固态继电器输出端的L(或L1)相线接触AC负载线链。
-将固态继电器输入端的控制电压(通常是3-32VDC)接触控制电源线链。
2.三相交流负载接线方法:-将交流电源的L1、L2、L3相线接触AC负载线链。
-将固态继电器输出端的L1、L2、L3相线接触AC负载线链。
-将固态继电器输入端的控制电压(通常是3-32VDC)接触控制电源线链。
DC型固态继电器的接线方法如下:1.直流负载接线方法:-将直流电源的正极连接至固态继电器输出端的+端,并将直流电源的负极连接至固态继电器输出端的-端。
-将固态继电器输入端的控制电压(通常是3-32VDC)接触控制电源线链。
无论是AC型还是DC型固态继电器,其输入端的控制电压通常采用DC电压。
因此,在接线时需要注意控制电源的电压和极性。
需要注意的是,固态继电器需要按照规定的额定电流和额定电压选择,并且在使用过程中要避免超过其额定负载。
此外,固态继电器在高温环境下可能需要散热装置的辅助,以确保正常工作。
在实际应用中,使用固态继电器时,还应注意其输入和输出端的绝缘性能,避免干扰和电击的产生。
综上所述,固态继电器的工作原理是通过半导体材料的导通或截断控制电流流动,其接线方法根据使用的类型(AC型或DC型)的不同而有所差异。
在应用时,还需要注意额定负载、散热和绝缘性能等因素,以确保固态继电器的正常工作。
固态继电器的工作原理
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固态继电器的工作原理
固态继电器是一种使用半导体器件替代传统电磁继电器的电子开关装置。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 输入控制信号:用户通过输入控制信号来控制固态继电器的通断状态。
控制信号可以是电压、电流或光信号等。
2. 光耦隔离器:固态继电器中使用了一种称为光耦隔离器的器件,将输入电路与输出电路完全隔离开来。
当输入信号到达时,光耦隔离器内的光敏二极管接收到光信号,并产生相应的电压或电流。
3. 动力电子开关:光耦隔离器的输出信号经过隔离后,将进一步驱动内部的动力电子开关器件,例如晶体管、场效应管或三端稳压二极管等。
这些器件具有较低的电阻和较高的开关速度。
4. 输出负载控制:动力电子开关的通断状态,会直接影响到固态继电器的输出负载,例如灯泡、电机或加热器等。
当控制信号打开时,动力电子开关导通,输出负载得到通电;当控制信号关闭时,动力电子开关关闭,输出负载断开。
与传统电磁继电器相比,固态继电器具有更小的体积、更快的开关速度、更长的寿命和更低的功耗。
此外,固态继电器不需要机械运动,因此具有无噪音、无触点磨损和良好的抗震动能力等优点。
然而,固态继电器的输出电流和电压受限,且价格较高,适用于一些特定的应用场景。
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在PN结两端外加电压,称为给PN结以偏置电压,给PN结加正向偏置电压, 即P区接电源正极,N区接电源负极,此时称PN结为正向偏置。反之为反 向偏置。
2)光电耦合器
光电耦合器它是一种以光为主要媒介的光电转换元件,它能够实现由光 到电、再由电到光的转化。光电耦合器又叫光电隔离器。它能够对电路 中的电信号产生很好的隔离作用,特别是在照明的电路中,它更是能够 有效地保护电路和导线,使光信号和电信号互不干扰,各自进行工作, 确保了电源和光源各自的正常有序工作,具有较好的电绝缘能力和防干 扰能力。
三极管工作状态:分别为三种:放大,饱和,截止
电流放大:下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基 极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电 流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射 极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提 供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集 电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化 量是基极电流变 化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β 叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们 将一个变化的小信号加到基极跟发射 极之间,这就会引起基极电流Ib的 变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是 流过一个电 电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了 放大后的电压信号了。
3)工作状态区别:电磁继电器利用衔铁间产生的吸力作用,通、断电路,因此 ,动作反应慢、有噪声、寿命有限;固态继电器响应快,运行无噪音,寿命长。
4)使用环境:温度、湿度、大气压力(海拔高度)、砂尘污染、化学气体和电磁 干扰等要素影响中,电磁继电器普遍不如固态继电器。
5)电气性能区别:电磁继电器与相应固态继电器比较,前者驱动简单,但功耗 大,隔离好,短时过载耐受性好,控制大电流、大功率场合不如后者,控制动 作濒繁的电路时,寿命不如后者长。
交流固态继电器工作原理分析
交流固态继电器电路采用了过零触发技术,具有电压过零时开启,负裁 电流过零时关断的特性,在负载上可以得到一个完整的正弦波形,因此 电路的射频干扰很小。当无输入信号时,GD中的光敏三极管裁止,VT1是 交流电压零点检测器,通过R3获得基极电流而饱和导通,将VTH的门极箝 在低电位而处于关断状态。
可控硅,又叫晶闸管,是一种半导体功率器件。多用可控整流,逆变,调 压等电路,也可以作无触点开关使用。 可控硅有三个极----阳极(A)、门极(G)和阴极(K)。管芯是P型导体 和N型导体交迭组成的四层结构,共有三个PN 结,与只有一个PN结的硅整 流二极管在结构上迥然不同。可控硅应用时,只要在控制极(门极)加上 很小的电流或电压,就能控制很大的阳极电流或电压。可控硅导通之后即 使门极上正向电压撤走,可控硅还会继续导通,只有当阳极A和阴极K之间 的正向偏置消失或者阴极电流降到某一值时才会停止。
1.4固态继电器与普通继电器的区别
固态继电器是一种全电子电路组合的元件,它依靠半导体器件和电子元 件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。固态继电器与传统的 电磁继电器相比,是一种没有机械,不含运动零部件的继电器,但具有 与电磁继电器本质上相同的功能。下面以电磁继电器与相应固态继电器 比较说明它们的区别:
晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界面处两 侧形成空间电荷层,并建有自建电场当不存在外加电压时,由于p-n结两 边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于 电平衡状态。
N型、P型其实是针对载流子来说的,载流子分为电子和空穴,如果材料 以电子载流子导电为主那么就叫N型,如果以空穴载流子导电为主那么就 叫P型。因为电子带负电,所以N是negaTIve的缩写;而空穴带正电,所以P 是posiTIve的缩写。
2.固态继电器工作原理
2.1常用固态继电器的电路图 1)下图是交流固态继电器原理图
2)下图是直流固态继电器原理图
2.2固态继电器内部电子元器的介绍 1)二极管
二极管是最常用的电子元件之一,它最大的特性就是单向导电,也就是 电流只可以从二极管的一个方向流过,二极管的作用有整流电路,稳压 电路,各种调制电路,主要都是由二极管来构成的。
饱和,截止状态(开关状态):因为受到电阻 Rc的限制(Rc是固定值, 那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加 下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就 进入了饱和状态。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的 电压将很小,可以理解为 一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来 当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极 管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时, 相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的 三极管我们一般把它叫做开关管。
当有输入信号时,光敏三极管导通,此时VTH的状态由VT1决定,如此电 源电压大于过零电压时,分压器R3、R2的分压点P电压大于VBE1,VT1饱 和导通,VTH门极因箝位在低电位而截止,TR的门极因没有触发脉冲而处 于关断状态。只有当电源电压小于过零电压,P点电压小于VBE1时G1截止, VTH门极获得触发信号而导通。在TR的门极获得触发脉冲,TR就导通.从 而接通负载电源。 当输入信号关断后GD中的光敏三极管截止, G1饱和导通使VTH门极箝位 在低电位而关断,但是此时TR仍保持导通状态,负载上仍有电流流过, 直到负载电流随VAC减小到小于双向晶闸管TR的维持电流后才会自行关断, 切断负载电源。
1)结构区别:电磁继电器利用输入电路内电路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的 吸力作用而工作的;固体继电器用电子元件履行其功能而无机械运动构件,输 入和输出是隔离的。
电磁继电器
固态继电器
2)工作方式区别:电磁继电器是利用电磁感应的原理,通过电磁铁的力量来控 制电路通断,因此,用直流电接线圈,触点可以通交、直流电;固态继电器依 靠半导体器件和电子元件的电、磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能,因 此,分直流输入-交流输出型、直流输入-直流输出型、交流输入交流输出型、交流输入-直流输出型。
光电耦合器主要应用在各种电路中,能够对调节电流的状态,对电路起 到一定的保护作用。
3)三极管
晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电 路的核心元件。广义上,三极管有多种,常见如下图所示。
狭义上,三极管指双极型三极管,是最基础最通用的三极管。
三极管是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成 幅度值较大的电信号, 也用作无触点开关。晶体三极管,是半导体基本 元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在 一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分 成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有 PNP和NPN两种。
为了能够直观的认识晶闸管的特性,我们来分析下图。
补充:如果晶闸管阳极和阴极之间外加的交流电压或者脉冲的直流电压, 那么在电压过零时,晶闸管会自行关闭。
6)双向晶闸管
IAC(TRI-ELECTRODE AC SWITCH)为三极交流开关,亦称为双向晶闸管或双 向可控硅。 TRIAC为三端元件,其三端分别为T1 (第二端子或第二阳极), T2(第一端子或第一阳极)和G(控制极)亦为一闸极控制开关,与SCR最大的 不同点在于TRIAC无论于正向或反向电压时皆可导通,其符号构造及外型, 如下图所示。因为它是双向元件,所以不管T1 ,T2的电压极性如何,若闸 极有信号加入时,则T1 ,T2间呈导通状态;反之,加闸极无触发信号,则 T1 ,T2间有极高的阻抗。
固态继电器
内容
1.固态继电器的介绍 2.固态继电器的工作原理
1.固态继电器的介绍
1.1固态继电器(亦称固体继电器)英文名 称为Solid State Relay,简称SSR。
它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电 器特性的无触点开关器件,单相SSR为四端有源器件,其中 两个输入控制端,两个输出端,输入输出间为光隔离,输入 端加上直流或脉冲信号到一定电流值后,输出端就能从断态 转变成通态。
1.3固态继电器的优缺点
1)优点:固态继电器工作可靠,寿命长,无噪声,无火花,无电磁干扰, 开关速度快,抗干扰能力强,且体积小,耐冲击,耐振荡,防爆、防潮、 防腐蚀、能与逻辑电路兼容,以微小的控制信号达到直接驱动大电流负 载。
2)缺点:主要不足是存在通态压降(需相应散热措施),有断态漏电流, 交直流不能通用,触点组数少,另外过电流、过电压及电压上升率、电 流上升率等指标差。
光电耦合器主要是由两部分组成,分别是发光源和受光器,这两部分的 元件都同时处于一个密闭的空间中,而且彼此之间都是用绝缘的透明壳 体隔离。电流工作的方式是以发光源的接线口为输入端,电流从这里进 入。以受光器的接线口为输出端,电流从这里输出。当电流进入到发光 源中,发光的元件受到电流作用发光,而且光的亮度会因为输入电流的 大小而改变。当光照到受光器上,受光器发生反应,电流从这里输出就 会成为光电流。
4)整流桥
整流桥就是将整流管封在一个壳内了,分全桥和半桥。全桥是将连接好 的桥式整流电路的四个二极管封在一起。半桥是将两个二极管桥式整流 的一半封在一起,用两个半桥可组成一个桥式整流电路,一个半桥也可 以组成变压器带中心抽头的全波整流电路,选择整流桥要考虑整流电路 和工作电压。
5)可控硅(SCR: Silicon Controlled Rectifier)
1.2固态继电器可分类。
1)交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型(简称 过零型)和随机导通型(简称随机型); 2)按输出开关元件分有双向可控硅输出型(普通型)和单 向可控硅反并联型(增强型); 3)按安装方式分有印刷线路板上用的针插式(自然冷却, 不必带散热器)和固定在金属底板上的装置式(靠散热器冷 却); 4)另外输入端又有宽范围输入(DC3-32V)的恒流源型和 串电阻限流型等。