继电器基础知识：基础篇

欧姆龙OMRON 2024-07-15

继电器（有触点继电器）的基础知识

定义

继电器是指从外部接收电气信号、执行电路的开/关或切换的部件。“RELAY”这个单词是不是会令人想起传递接力棒的接力赛？

组装于电气产品的“继电器”也是通过接收信号、然后开启/关闭开关发挥向下一台设备传输信号的作用。

例如，按下电视遥控器开关后，即会向电视机中的“继电器”传送电气信号并使主电源开关开启，电视机由此即会播放节目。继电器根据其电流流量、电路数量等及其用途可分为众多种类。

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种类和分类

继电器大致可分为有触点继电器(机械式继电器)和无触点继电器(MOS FET继电器、固态继电器)共两大类。

有触点继电器(机械式继电器)

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具有触点、通过电磁作用使触点机械性进行开关，“接通”或“切断”信号、电流/电压。

无触点继电器(MOS FET继电器、固态继电器)

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与有触点继电器不同，没有机械式可动部，内部由双线可控硅、MOS FET等半导体和电子部件构成。通过这些电子电路的运行，以电子方式进行信号、电流/电压的“接通”或“切断”。

结构和原理

1. 机械式继电器

基本结构

继电器由接收电气信号并转换成机械式动作的线圈部和开关电气的触点部构成。

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动作原理

尝试一下通过开关和继电器使指示灯亮灯的情况

下滑即可了解原理。

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2. MOS FET继电器

基本结构

MOS FET继电器是指输出单元上使用了MOS FET的半导体继电器。

MOS FET继电器由以下3种芯片构成。

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1.LED(发光二极管)芯片

2.光电二极管阵列(PDA)芯片* Photo Diode Array的简称(太阳能电池＋控制电路)

3.MOS FET 芯片* Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor的简称(金属氧化物半导体电场效果晶体管)

动作原理

MOS FET继电器通过以下原理执行动作。

下滑即可了解原理。

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特征和作用

1. 继电器的特征

机械式继电器

机械式继电器的最大特征是线圈部与触点部的物理性分离。因此，可确保输入侧与输出侧的绝缘性(绝缘距离)。

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线圈部

通过电磁铁的作用吸引铁片。

触点部

通过固定触点与可动触点的组合开关电路。将负载连接与此，即可执行负载的开关。

MOS FET继电器

MOS FET继电器的最大特征是接点为半导体，所以不会执行机械式开关。因此，除了无需维护以外，还具有静音及长寿命、小型等特征。

小型/轻量	除了SSOP、USOP之外，超小型封装VSON、S-VSON全新登场，为设备的小型化作出贡献。
低驱动电流	在推荐运行条件（标准）下的驱动电流为2~15mA左右。还有可用0.2mA驱动的产品，为整体设备的节能化作出贡献。
长寿命	采用光信号传送方式的无接点结构，不会因接点磨耗而缩短寿命，实现了长寿命。
漏电流微弱	对外部浪涌有很高的耐性，而且还没有缓冲电路，因此正常运行时电流小于1nA，关闭时的漏电流也很微弱。(G3VM-□GR□、-□LR□、-□PR□、-□UR□型)
高度耐冲击性	内部部件均为注塑成形，且无可动部件等机构部件，具有高度耐冲击性、耐振动性。
静音	不会像机械继电器那样在开闭金属接点时会发出声音，为设备的静音化作出贡献。
高度绝缘性	将电压转换成光、以信号形式进行传送，确保输入输出间耐电压AC2500V。更高级的AC5000V也已实现系列化。
高速响应性	运行时间仅0.2ms(SSOP、USOP、VSON)，相比机械继电器的3ms~5ms，速度明显提升。实现了高速响应性。
可准确控制微小模拟信号	还有与机械继电器同等的低导通电阻产品，与双向可控硅开关元件相比，不灵敏带很小。微弱模拟信号的输入波形可基本无任何失真地转换为输出波形。