继电器参数

继电器的型号参数及选用

一. 小型直流12V继电器

：

外形图：

多触点继电器外形图：

单触点继电器内部结构图：

单触点继电器内部结构图：

双触点继电器内部结构图：

三触点继电器内部结构图：

继电器的控制图：

如上图所示：

此继电器的4脚和5脚是线圈，1脚和2脚是常闭开关，1脚和3脚是常开开关点。

当继电器的4脚和5脚接电，有电流流过，线圈就会产生磁力，开关片被吸下。此时1和3就连通，1和2断开。

继电器的型号参数及应用电路

铭牌的标示：

继电器的驱动电路：

小型直流继电器参数：

1、额定工作电压

是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。

2、直流电阻

是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。

3、吸合电流

是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

4、释放电流

是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。

5、触点切换电压和电流

是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。

三、继电器测试

1、测触点电阻

用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0，(用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内)；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。

2、测线圈电阻

可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。

3、测量吸合电压和吸合电流

找来可调稳压电源|稳压器和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。

4、测量释放电压和释放电流

也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况

下，继电器的释放电压约在吸合电压的10～50％，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。

四、继电器的电符号和触点形式

继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。

继电器的触点有三种基本形式：

1.动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。

2.动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。

3.转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。

五、继电器的选用

1.先了解必要的条件

①控制电路的电源电压，能提供的最大电流；

②被控制电路中的电压和电流；

③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。

2.查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。

3.注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。

继电器是一种用电流控制的开关装置。是各种自动控制电路中必不可少的执行器件。在这一节中，我们将介绍继电器的构造和工作原理，并用继电器制作延时开关电路。

一、继电器简介

（一）继电器的构造和工作原理

电磁继电器是一种常见的继电器，其中4098型超小型继电器使用最为广泛。图3－24是这种继电器的结构示意图

图3—24 4098型继电器

继电器的工作原理是，当继电器线圈通电后，线圈中的铁芯产生强大的电磁力，吸动衔铁带动簧片，使触点1、2断开，1、3接通。当线圈断电后，弹簧使簧片复位，使触点1、2接通，1、3断开。我们只要把需要控制的电路接在触点1、2间（1、2称为常闭触点）或触点1、3间（称为常开触点），就可以利用继电器达到某种控制的目的。

4098型继电器线圈的工作电压有3伏、6伏、９伏、12伏等多种规格。吸合时线圈中通过的电流约为50毫安左右，触点间允许通过的电流可达1安培（250伏）。

（二）继电器的检测

1.可用万用表欧姆档R×100档测量继电器线圈的电阻。4098（6V）继电器线圈的电阻约为100欧姆左右。如电阻无限大，说明线圈已断路，若电阻为零，则说明线圈短路，均不可使用。

2．将线圈引脚4、5两端加上直流电压。逐渐升高电压，当听到“塔”的一声，衔铁吸合时电压值为继电器吸合电压。此电压值应小于工作电压值。继电器吸合后，再逐渐降低电压，再听到“咯”的一声释放衔铁时，衔铁复位；一般释放电压应为吸合电压的1／3左右，否则继电器工作将不可靠。

第二项检测，可在老师辅导下去做。

二、延时开关电路的制作

延时开关电路如图3—25。

图３—２5 延时开关电路

（一）工作原理

将电源开关K2闭合，再按下按钮开关K1，这时，晶体二极管V1、V2导通，继电器吸合。同时电源对电容器C充电。当K1断开后由于C已被充电，它将通过R和V1V2放电，从而维持三极管继续导通，继电器仍然吸合。经过一段时间的放电，C两极间电压下降到一定值时，不足以维持三极管继续导通，继电器才释放。从K1断开到继电器释放的时间间隔称为延时时间。它决定于R和C的大小。一般Ｃ为100微法时，调节可调电阻器Ｒ可获得10秒至90秒的延时时间。若Ｃ取1000微法，则延时时间可达5分钟以上。

继电器上并联的二极管起保护作用，防止继电器断电释放时，由于自感产生高电压损坏晶体三极管。

（二）印刷电路板和元件规格

延时开关电路的印刷电路板如图3一26（A）。实物图见图3—26（B）。

元件规格：

Ｊ继电器4098型工作电压6V V

1V

2

晶体三极管9014 VD晶体二极管2CP10或1N4001

Ｒ可调电阻器100k C电解电容器100u/6V K

1

按钮开关。

（三）焊接电路

1．将各元件做焊前处理、镀锡。

2．焊接继电器。将继电器插入印刷板上对应的小孔。将5个引脚焊好。注意焊接时间要尽量短些，焊点应圆而小。

3．焊接Ｒ和Ｃ、可调电阻器Ｒ可如图3－27焊好后再插入印刷电路板焊接。电解电容器C焊接时要注意正负引脚位置。

图3—26 印刷电路图和实物图

4·焊接二极管VD。注意正负引脚位置，不可焊反。焊接时间尽量短些。

5·焊接三极管V1V2。注意认清三极管三个极b、c、e。不可焊错。

。

6·焊接电源引线和按钮开关引线，并接好按钮开关K

1

三、延时开关的调试和应用

1.检查印刷板上各焊点的焊接情况。注意虚焊和假焊。邻近的焊点间应清理干净，防止焊点间短路。

2.将可调电阻器R活动触点调在中间位置接通6v电源（可用2个3V的电源串联）。

3.按一下按钮开关，这时应听到“嗒”的一响。继电器吸合。几十秒钟后，应再听到“嗒”的一响，继电器释放。说明延时开关工作正常。如想改变延时时间，可调整R。R越大，延时时间越长。若要求延时时间大于这个电路的最长延时时间，可将C换为容量更大些的电解电容器。

4．延时开关的应用

延时开关可用于控制灯泡。图3一25中介绍了两种不同韵情况。

（1）若要控制6V、0.3A小灯泡，可按图A接线·。在印刷板上将继电器1.4

脚用导线接通（导线直接焊在印刷板铜箔上），小灯泡可接在继电器3端和电源负极之间。这时若按一下按钮开关，小灯泡发光，延时几十秒后自动熄灭。（2）若要控制220V40w照明灯，可参考图B的接法。将印刷电路板上A、C两端做为开关。由于电路使用220v交流电，安装时要特别注意安全。应在老师指导下操作。电路板应封

装在绝缘盒中，才可以使用。

延时开关装置，可安装在楼道、楼梯中。用于夜间照明，可做到“人走灯灭”。也可用于暗室冲洗照片时的曝光箱的光源，可控制曝光时间。

四、自动控制开关电路

将延时开关电路稍做改动，可制成自动控制开关。

（一）光控开关电路

光控开关电路如图3一28。感光元件采用2cu型光电二极管。光电二极管的电阻值随光照强度的增大而减小。调节R可动触点的位置，可在一定光照强度下，

使晶体管V

１V

２

导通。继电器吸合。电解电容器C起延时作用，防止在临界状态

下，继电器工作不稳定。R可调节临界光照强度值，其可动触点越向上调，启动光控开关的光强临界值越小，光控开关越灵敏（注意，可动触点不能置于最下端）。

光控开关可用来控制电灯”。若用常闭触点１和2，可形成“天亮灯熄”的控制作用。若使用常开触点１和3，可形成“光照灯亮”的控制作用。

图3-27 可调电阻器焊法图3—28 光控开关电路

（二）温控开关电路

温控开关电路如图3—29。

图３—２9 温控开关电路

感温元件为kF－12型热敏电阻。这类热敏电阻具有负温度系数。其电阻值随温

度升高而减小。调节好R的阻值可使晶体管V

１V

2

在热敏电阻处于某一温度值时

导通而使继电器吸合。达到用温度控制开关的目的。R可调定临界温度值。

温控开关可用其常开触点控制电风扇。天热时，温度升高到某一值时，电风扇可

自动开启。也可用常闭触点控制电热器，温度低时加热，温度高时，自动关闭。在要求不太高的场合。光电二极管和热敏电阻均可用三极管3A×81或3A×31

挫去外壳顶部后代替。尤其是玻壳的3A×81，刮去玻壳外的黑漆，用其 c、e

两极即可代替光电二极管。也可直接用c、e极代替热敏电阻。焊掺前，可用万用表欧姆档测试三极管的极间电阻，可调节光照强度（靠近电灯）或温度（靠近电烙铁），挑选电阻值随光照和温度变化较大者即可。

自动开关电路的印刷电路板可参考图3－27设计和制作。

低电压下继电器的吸合措施

常常因为电源电压低于继电器的吸合电压而使其不能正常工作，事实上，继电器一旦吸合，便可在额定电压的一半左右可靠地工作。因此，可以在开始时给继电器一个启动电压使其吸合，然后再让其在较低的电源电压下工作，如图所示的电路便可实现此目的。

工作原理：

如图所示。V1为单结晶体管BT33C，它与R1、R2、R3和C1组成一个张弛式振荡器，SCR为单向可控硅，按下启动按钮AN1后，电路通电，因为SCR无触发电压，所以不导通，继电器J不动作，电源通过R4和VD1给电容C2迅速充电至接近电源电压（Vcc-VD1压降）。同时，电源经R1给电容C1充电。数秒后，C1上电压充到V1的触发电压，C1立即通过V1放电，在R3上形成一个正脉冲，该脉冲一路加到V2基极，使V2迅速饱和导通，V2集电极也即电容C2正极近于接地。由于此时C2上充有上正下负的正极性电压，所以C2负极也即J线圈一端呈负电位。R3上的正脉冲另一路经VD2、C3去触发可控硅导通，SCR阴极也即J线圈另一端接近电源电压。这时，J线圈实际上承受约两倍的电源电压，所以J1－1闭合，松开AN1后，J1－1自保。J1－2将V1、V2供电切断，继电器在接近电源电压下工作。图中，AN2为停止按钮，按下AN2，J失电释放，J1－1断开，整个控制电路失电。

制作本电路时，一般可取继电器的额定电压为电源电压的1.5倍左右，一般情况下，任何型号的单向可控硅（或双向可控硅）皆可满足本电路需要。V2、C1、C3的耐压视电源电压的高低选取。C2耐压最好不低于电源电压的两倍。

继电器的正确使用

1、继电器额定工作电压的选择

继电器额定工作电压是继电器最主要的一项技术参数。在使用继电器时，应该首先考虑所在电路(即继电器线圈所在的电路)的工作电压，继电器的额定工作电压应等于所在电路的工作电压。一般所在电路的工作电压是继电器额定工作电压的0.86。注意所在电路的工件电压千万不能超过继电器额定工作电压，否则继电器线圈容易烧毁。另外，有些集成电路，例如NE555电路是可以直接驱动继电器工作的，而有些集成电路，例如COMS电路输出电流小，需要加一级晶体管放大电路方可驱动继电器，这就应考虑晶体管输出电流应大于继电器的额定工作电流。

2、触点负载的选择

触点负载是指触点的承受能力。继电器的触点在转换时可承受一定的电压和电流。所以在使用继电器时，应考虑加在触点上的电压和通过触点的电流不能超过该继电器的触点负载能力。例如，有一继电器的触点负载为28V(DC)×10A，表明该

继电器触点只能工作在直流电压为28V的电路上，触点电流为10A，超过28V或10A，会影响继电器正常使用，甚至烧毁触点。

3、继电器线圈电源的选择

这是指继电器线圈使用的是直流电(DC)还是交流电(AC)。通常，初学者在进行电子制作活动中，都是采用电子线路，而电子线路往往采用直流电源供电，所以必须是采用线圈是直流电压的继电器。

二. 固态继电器

固态继电器（Solid State Relay,缩写SSR），是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。

中文名

固态继电器

外文名

Solid State Relay

简称

SSR

目录

1用途

2特点

优点

缺点结构

输入电路

隔离耦合

输出电路

选购

工作原理

安装方法

操作方法

主要问题过热

过流过压

应用实例

调压应用

交流调功

三相电流

保养方法

技术参数

1用途

专用的固态继电器可以具有短路保护，过载保护和过热保护功能，与组合逻辑固化封装就可以实现用户需要的智能模块，直接用于控制系统中。

固态继电器已广泛应用于计算机外围接口设备、恒温系统、调温、电炉加温控制、电机控制、数控机械，遥控系统、工业自动化装置；信号灯、调光、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机；自动消防，保安系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等，另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。

2特点

固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接触部件，

固态继电器YM4143G002[1]

因此固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外，还具有逻辑电路兼容，耐振耐机械冲击，安装位置无限制，具有良好的防潮防霉防腐蚀性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。

优点

（1）高寿命，高可靠：固态继电器没有机械零部件，由固体器件完成触点功能，由于没有运动的零部件，因此能在高冲击，振动的环境下工作，由于组成固态继电器的元器件的固有特性，决定了固态继电器的寿命长，可靠性高。

固态继电器

（2）灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好：固态继电器的输入电压范围较宽，驱动功率低，可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。

（3）快速转换：固态继电器因为采用固体器件，所以切换速度可从几毫秒至几微秒。

（4）电磁干扰小：固态继电器没有输入“线圈”，没有触点燃弧和回跳，因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关，在零电压处导通，零电流处关断，减少了电流波形的突然中断，从而减少了开关瞬态效应。

缺点

（1）导通后的管压降大，可控硅或双向控硅的正向降压可达1~2V，大功率晶体管的饱和压降也在1~2V之间，一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大。

（2）半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现理想的电隔离。

（3）由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。

（4）电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力

固态继电器

也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。

（5）固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过载保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关，温度升高，负载能力将迅速下降。

（6）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。

3结构

固态继电器由三部分组成：输入电路，隔离（耦合）和输出电路。

输入电路

按输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能，可以方便的与TTL,MOS逻辑电路连接。

对于控制电压固定的控制信号，采用阻性输入电路。控制电流保证在大于5mA。对于大的变化范围的控制信号（如3~32V）则采用恒流电路，保证在整个电压变化范围内电流在大于5mA可靠工作。

隔离耦合

固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种：光电耦合通常使用光电二极管—光电三极管，光电二极管—双向光控可控硅，光伏电池，实现控制侧与负载侧隔离控制；高频变压器耦合是利用输入的控制信号产生的自激高频信号经耦合到次级，经检波整流，逻辑电路处理形成驱动信号。

输出电路

SSR的功率开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换。主要使用有大功率晶体三极管（开关管-Transistor），单向可控硅（Thyristor或SCR），双向可控硅（Triac），功率场效应管（MOSFET），绝缘栅型双极晶体管（IGBT）。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路

等形式。按负载类型，可分为直流固态继电器和交流固态继电器。直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管，交流输出时通常使用两个可控硅或一个双向可控硅。而交流固态继电器又可分为单相交流固态继电器和三相交流固态继电器。交流固态继电器，按导通与关断的时机，可分为随机型交流固态继电器和过零型交流固态继电器。

如何配用适当的散热器

除了额定电流1—5A直接安装在印刷线路板上的固态继电器以外，其余都应配置适当的散热器，而且SSR底板与散热器之间要涂上导热硅脂，两者紧密接触，用螺丝拧紧。

下面推荐一些规格SSR所用的散热器，给用户做参考。随着使用条件的不同，用户再做适当的调整。

4、如何保护SSR

A、过流保护。SSR是半导体功率器件，对温度变化极为敏感，过流会使SSR 损坏，通常使用快速熔断器。但要了解它的保护特性，知道其熔断电流与时间的关系，正确选择与SSR标称电流相适应的快熔。

B、加RC吸收回路。加RC回路不但有防止过电压的作用，而且对改善dv/dt 有好处。建议R为20—100Ω，功率为2—5W，C为0.1—0.47uf,耐压为250—630v. SSR标称电流小R取上限100Ω，C取下限0.1uf,反之，R取小值，C取大值。

C、过热保护

SSR过热，特性下降，轻则失控重则造成永久性损坏，建议在靠近SSR底板处加装温控开关，温控点在75到80℃.

D、在电感负载中串接电感L。在感应负载里，通常因电流变化率di/dt高而使SSR损坏。L电感量多大，这要根据体积大小和成本高低而定。

4选购

如何选择SSR的型号规格

主要是选取适当的额定电流的固态继电器（SSR）除特别说明以外，整流、可控等功率模块亦然。

根据不同的负载类型来选用SSR的额定电流。阻性负载、感性负载和容性负载在刚起动时瞬时电流较大。即使是纯阻性，由于具有正温度系数，冷态时电阻值较小，因而有较大的起动电流。电炉刚接通时电流为稳定时的1.3—1.4倍。白炽灯接通时电流为稳态10倍。有些金属卤化物灯不但开启时间长达10分钟，而且有高达100倍稳态时的脉冲电流。

异步电动机起动电流为额定值的5—7倍，直流电机起动电流还要大。不但如此，感性负载还具有较高的反电势。这是一个不定值，随L和di/dt的不同而不同。通常为电源电压的1—2倍，这样和电源电压叠加。有高达三倍的电源电压。