静态开关

欧宝体育在线入口“静态”一词对应于经过的某物没有变化或者是固定而“开关”的用途是使或打破电路中的连接。的静态开关是一种不需要运动部件进行开关操作的装置。

一般来说，功率半导体器件具有在几分之一微秒内打开或关闭的能力，作为快速作用的静态开关得到应用。在低功率应用中，通常使用功率晶体管，而在高功率应用中，晶体闸流管使用。

简介

前情提要在我们的内容上固态继电器，即静态开关，我们已经讨论了机械或机电开关在各种应用中被丢弃。究其原因，静态开关相对于机电开关有一些优点，具体如下:

• 由于ON时间约为3微秒，它提供了很高的开关速度。
• 当打开时，静态开关不显示弹跳。
• 由于没有运动部件，在静态开关中，磨损的机会更少，因此减少了维护。
• 它具有较长的使用寿命。

这里值得注意的一点是漏电电流是静态开关关闭后的一个重要因素。

什么是静态开关?

静态开关设计用于在不存在移动部件的情况下分别连接或断开负载到电源或从电源。为了驱动机电开关，使用了磁线圈或柱塞。而在静态开关中，双向可控硅或者使用两个晶闸管的反平行排列。

具有两个晶闸管的反平行排列的静态开关的表示形式类似于单相交流电压控制器。然而，两者的运作方式是不同的。

在静态开关中，半导体器件仅用于连接或断开负载和源，但这些开关无法控制传递到负载的功率。因此，传递到负载的功率不被静态开关改变，而使用单相电压控制器是可能的。两者之间的另一个区别是，在静态开关的情况下，半导体器件在负载电流过零时打开，而在单相电压控制器中则不是这样。

静态开关符号

静态开关的类型

静态开关的主要分类是根据应用于终端的输入类型进行的。

因此，静态开关主要有两种类型：

AC开关:当交换设备终端的输入为交流时，这些称为交流开关。它的开关速度由提供的信号频率和晶闸管的关闭时间控制。它们可以是单相或三相性质的。

直流开关:对于在开关设备的输入端施加的直流性质的输入，开关称为直流开关。这里的开关速度显示依赖于换向电路和晶闸管的关闭时间。

静态开关的设计主要与寻找用于制造的功率半导体器件的电压和电流额定值有关。

开关的另一种分类是根据它们的非受控和受控行为进行的。

非受控静态开关二极管是一种两端器件，它被认为是静态开关的最简单形式。在电路中，当阳极连接到正极，而阴极连接到负极时，它是二极管的正向偏置状态。理想情况下，当二极管正向偏置时，其电压降可以忽略不计。在反向偏置条件下，没有电流流过理想的二极管。

然而，在真实二极管的情况下，在正向偏置条件下，一个小的正向压降通过二极管，在反向偏置条件下，一个小的泄漏电流流过二极管。

考虑到，一个理想的功率二极管，我们可以说，它作为一个不受控制的静态开关，因为它被打开时正向偏压，允许电流流过它。然而，当反向偏压时，没有电流通过它，代表脱开的情况。因此，当正向电流和反向电流分别流过二极管时，在这里自动开和关二极管。

很明显，我们这里只有两个终端，没有控制终端。因此，电路中的二极管不能阻止通过它的正向电流，但完全阻止通过它的反向电流。因此，我们可以说，一个理想的功率二极管就像一个不受控制的静态开关，根据施加电压的极性开和关。

可控静态开关与二极管不同，可控静态开关是通过控制电路的动作来打开和关闭的开关。下图是一种非静态类型的控制开关，其中线圈作为控制元件与端子C₁和C₂它与具有1和2端子的电源电路电隔离。

这些非静态类型的控制开关的操作是这样的，流过线圈的电流使它移动，并与柱塞连接。

在静态功率变换器中，控制电路和功率电路之间的电气隔离是非常重要的。根据控制电路给出的电信号，进行开关。控制电路在低压电源中工作，并具有模拟或数字ic等低压电子元件。然而，开关的电源端子可能相对于地面在高压下工作。与此同时，在每个开关周期中注意到幅度的大变化的电位。

这里需要指出的是，在功率半导体开关器件的情况下，电源终端和控制终端之间不存在电气隔离。因此，这里有一个用于电源和控制终端的公共终端。因此，所有受控功率半导体开关都是三端器件。这种装置的一个例子是功率晶体管。功率晶体管是三端器件，即发射极、基极和集电极。这里发射极和基极是控制端，集电极和发射极是功率端。

为了打开开关，控制电流提供给基极和发射极端子。然而，正如我们已经讨论过的，不存在电隔离，因此，每当需要电隔离时，就需要电隔离装置，如脉冲变压器使用。这基本上是用来将控制电路耦合到开关设备的终端上。

应用程序

静态开关主要应用于继电器、断路器、UPS、闪光器和熔断器。除此之外，它们还被用于延时电路、传感器和电压检测电路等。