11 常用无触点开关

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1、电气的含义电气控制指什么？电能的生产，传输，分配，使用控制电能的生产，传输，分配，使用电气和电器是否一样？家庭常用的设备，如电视机，空调，冰箱，洗衣机电气是一个系统第1章常用控制器件1.1常用无触点开关1.2继电器1.3电力电子器件1.4电力电子器件的驱动及接口技术1.5固态继电器1.1常用无触点开关平时我们常用的有触点开关以及它们的应用场合：刀开关（低压配电电器中）；按钮开关（电气控制电路中）；继电器（电气线路的控制电路中)；接触器（电气线路的主电路中）；刀开关结构示意图:按钮开关结构示意图:接触器结构示意图:带触电开关与无触点开关相比较：优点：动作可靠；机械强度好；开关特性稳定。缺点：动

2、作速度慢；消耗功率大；灵敏度低；体积大；容易机械磨损。无触点开关的的导通与关闭原理{加正向电压，二极管导通；加反向电压，二极管截止。三极管饱和时，处于导通状态；三极管截止时，开关断开；三极管放大时有可能是截止也有可能是导通。PN结的单向导电性晶体管的开关特性二极管三极管PN结为什么具有单向导电性？1.了解空穴、N型半导体、自由电子、P型半导体、这几个名词的含义。空穴：共价键中的空位N型半导体：在半导体中加入五价元素P型半导体：在半导体中加入三价元素自由电子：无共价键束缚的电子PN结的形成：将P型半导体和N型半导体制作在同一块基片上。PN结的单向导电性：PN结的正向电阻很小，反向电阻很大，也就

3、是在PN结两端加正向电压时，PN结导通；加反向电压时，PN结截止二极管的开关特性：正向特性反向特性加上正向电压，二极管导通加上反向电压，二极管截止例：电路如图所示，当V11和V22取0V或者5V时，输出电压V0的值。V11V22二极管工作状态V0D1D20V0V导通导通0V0V5V导通截止0V5V0V截止导通0V5V5V截止截止5V三极管的开关特性：三极管饱和时，处于导通状态；三极管截止时，开关断开；三极管放大时有可能是截止也有可能是导通。光敏二极管：NP结构简化模型光敏二极管的工作原理：无光照射时，二极管的PN结中没有载流子，二极管截止。有光照射时，PN结受光子冲击，产生了电子-空穴对，P

4、N结具有了载流子能力，二极管导通。光敏三极管：结构简化模型NPNcbe光敏三极管的工作原理：无光照射时，三极管的集电极PN结中没有载流子，三极管截止。有光照射时，集电极PN结受光子冲击，在集电极附近产生了电子-空穴对，PN结具有了载流子能力，三极管导通。光敏二极管和光敏三极管的光照特性图比较：光敏三极管的灵敏度高，有较大的暗电流。光敏二极管的光照线性比较好，由于光照三极管到一定程度时会达到饱和状态。晶体管反相器晶体管继电器常用的几种无触点开关：接近开关双稳态触发器晶体管反相器的工作原理图：晶体管反相器的工作原理：利用三极管的饱和、截止状态来完成开关的导通和关断。输入端加上信号时，三极管饱和；

5、输入端没信号输入时，三极管截止。输入高电位，输出低电位；输入低电位，输出高电位。晶体管继电器的工作原理图：晶体管继电器的工作原理：和晶体管反相器的工作原理相同，只是加入两个二极管，VD和VD1。VD的作用是晶体管截止时，继电器的绕组上有一定的感应电流，通过VD可以形成一条回路，避免绕组上有过大的感应电动势。VD1的作用是三极管截止时，三极管的发射极的PN结内部有一定的反向电压，也通过VD1形成一条回路，避免基极-发射极烧坏。光电继电器的工作原理：在S开关处换成一个光电三极管，有光照射时，相当于S闭合。当光照很弱时，三极管的基极电流很小，当光照达到一定程度时，基极电流逐渐增大，三极管导通，继电

6、器开始工作，继电器的所有动作都是通过光信号控制。在晶体管的基础上加入一个振荡电路，当移动的的铁磁体靠近接近开关时，在磁体内部产生涡流，消耗振荡能量，振荡逐渐减弱，磁体离开后，又恢复振荡。接近开关的工作原理：接近开关的工作原理图：接近开关的电路图工作原理：电路由LC振荡电路，开关电路，射基输出器三部分组成，当磁铁靠近开关的感应头时，振荡电路维持振荡，L3有交流输出，V2导通，Uce2=0,V3截止，V3的射极输出为0。当有磁体靠近时，振荡消失，L3无交流输出，V2截止，Uce2约等于Vcc，V3导通，继电器工作。接近开关的电路图Rf反馈电阻的作用停振时：把V2的集电极电压反馈一部分到V1的发射

7、极，使发射极电位提高，是振荡电路迅速停振。起振时：反馈电阻使Uce等于0，使振荡电路迅速起振。双稳态触发器的工作原理：双稳态触发器是在晶体管反相器的基础上发展起来的，由于晶体管在放大状态时，无法确定晶体管反相器是开还是关，利用两个晶体管反相器的集-基耦合（集电极和基极交叉连接起来），减小了晶体管的放大状态。双稳态触发器的工作原理图：双稳态触发器工作原理：双稳态触发器是完全对称的两个电路，但是由于正反馈，必须是