继电器的工作原理及固态继电器的优缺点

继电器一般指的是电磁继电器，也就是机械动作那种。继电器的作用本质是用一个回路，一般是小电流去控制另外一个大电流回路通断，而且这个控制过程中，两个回路一般是隔离的，它的基本原理，是利用了电磁效应来控制机械触点达到通断目的，给带有铁芯线圈通电-线圈电流产生磁场-磁场吸附衔铁动作通断触点，整个过程是“小电流-磁-机械-大电流”这样一个过程。继电器控制灯泡的动态图，继电器有常开触点和常闭触点，动触点就是一个公共端，这是直流继电器，也就是继电器的线圈通过直流电时候，带铁芯的线圈会输出对应的磁场，把衔铁吸附住，动触点一边会从常闭触点这边，跑到常开触点那边去，相当于常开触点吸合了。

启动/停止按钮，电池，继电器线圈形成了一个控制回路，只要这个回路吸合，线圈就会有电流通过，同时产生磁场。常开触点，灯泡，还有另外一个灯泡的控制电源形成形成了回路，当常开触点吸合了，这样这个回路是闭合的，电流将从控制电源的正端，流过灯泡，经过闭合的常开触点，然后再回到负极，这样灯泡会发光。当启动/停止按钮断开时候，线圈会失去电流，这样衔铁没有了磁力的吸附，会通过弹簧复位，这样动触点的另外一端，会从常开触点这边，恢复到常闭触点这边去，灯泡的通电回路被强行断开，灯泡没有了电流，自然也会暗下来了，所以继电器也被一些老电工称之为“磁吸”，它利用的是电磁铁的作用去控制了另外一个回路的吸合或者断开，电磁继电器里边，就需要有线圈，铁芯，弹簧，触点等关键配件来组成。触点一般有常开触点和常闭触点，两者往往有一个公共端，线圈没有带电情况下，常闭触点和公共端是短接的，常开触点和公共端是开路的；线圈带电以后，常开触点和公共端是短接的，常闭触点和公共端是开路的，刚好颠倒过来了，这样控制线圈的电压（电流），就可以控制触点串联的电路工作了。

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。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。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。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。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。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。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。

电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。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。