描述
什么是无触点开关
无触点开关，是一种由微控制器和电力电子器件组成的新型开关器件，依靠改变电路阻抗值，阶跃地改变负荷电流，从而完成电路的通断。无触点开关的主要特点是没有可运动的触头部件，导通和关断时不出现电弧或火花，动作迅速，寿命长，可靠性高，适合防火、防爆、防潮等特殊环境使用。
无触点开关的优点
无触点开关在电磁兼容性、可靠性、安全性等方面的优越性是触点开关无法比拟的。无触点开关是用可控硅来控制的，因此它是在PN结内部完成导通和截流的，不会有火花，弥补了触点开关复合时有火花的不足，避免因电流过大出现火花或在高电压电路中击穿空气，造成误动作。无触点开关的耐高压性也很好，如一些大型电机在起动时，由于转子由静止变为转动的惯性非常大，造成起动电流超大（基本相当短路电流），停机时由于惯性继续运转，会造成非常高的电压，无触点开关便可应用于此。
无触点开关常见类型
1.以三端稳压器实现的无触点开关
三端稳压器是设计者十分熟悉的常用廉价器件之一，图1是利用三端稳压器设计的开关电路。从控制端加入的信号决定是否将三端稳
压器与地导通，若导通则输出端上电，否则输出端相当于断开。此电路十分简单，也容易调试，且有多种电压的稳压器供选用，适用于直流负载的控制。缺点是稳压器的管压降使输出电压有所降低，不适合电池供电的设备。选用低压差三端稳压器可有所改善。
2.基于可控硅器件的无触点开关
目前有很多这类的器件供选择，如意法半导体公司（ST）的ACS 系列产品。该产品可以直接用来控制风扇、洗衣机、电机泵等设备，隔离电压可达到500V-1000V以上。图2是其典型应用电路。此类器件价格低廉，但只能用于交流负载的开关控制。
3.基于光耦三极管和达林顿管的无触点开关
基于光电三极管的无触点开关被称为光电耦合器（photocoupler），其工作原理如图3所示。当输入端加正向电压时发光二极管（LED）点亮，光敏三极管会产生光电流从集电极供给负载；当输入端加反向电压时，LED不发光，使光敏三极管处于截止状态，相当于负载开路。该器件的工作速度比较高，一般在微秒级或者更快。从工作原理看，这类器件主要应用于直流负载，也可用来传输电流方向不变的脉动信号。该器件的工作速度比较高，一般在微秒级或者更快。
达林顿管是两个双极性晶体管的复合。达林顿管的最大优点就是实现电流的多级放大，如图4所示；缺点是饱和管压降较大。由于两个晶体管共集电极，整个达林顿管的饱和电压等于晶体管Q2的正向偏置电压与晶体管Q1的饱和电压之和，而正向偏置电压比饱和电压高得多，这样整个达林顿管的饱和电压就特别的高，因此达林顿管导通时的功耗较高。
仙童半导体（fairchild）的达林顿光耦合器采用隔离达林顿输出配置，将输入光电二极管和初级增益与输出晶体管分隔开来，以实现较传统达林顿光电晶体管光耦合器更低的输出饱和电压（0.1V）和更高的运作速度。该公司推出5种最新产品，采用单及双沟道配置，提供3.3V或5V工作电压的低功耗特性。双沟道HCPL0730和HCPL0731光耦合器提供5V电压操作和SOIC8封装，能实现最佳的安装密度。单沟道FOD070L、FOD270L及双沟道FOD073L器件的工作电压为3.3V，比较传统的5V部件，其功耗进一步减少33%。NEC公司的芯片PS2802.1/4，PS27021，PS25021/2/4，PS25621/2等也属于达林顿光耦合器。
4.基于MOS或IGBT的无触点开关
基于MOS场效应管的无触点开关由于耦合方式不同有很多类，例如采用光电耦合方式的称为光耦合MOS场效应管（OCMOSFET），原理如图5所示，虚线框内为OCMOSFET的内部原理图。
电路内部包括光生电压单元，当发光二极管点亮时，该单元给场效应管的栅极电容充电，这样就增大栅极与源极间的电压，使MOS 场效应管导通，开关闭合。当发光二极管熄灭时，光生电压单元不再
给栅极电容充电，而且内部放电开关自动闭合，强制栅极放电，因此栅源电压迅速下降，场效应管截止，开关断开。OCMOSFET有两种类型：一种是导通型（maketype），常态下为断开；另一种是断开型（breaktype），常态下为导通。此处所指的是导通型。光耦合MOS场效应管是交直流通用的，工作速度没有光电耦合器快，为毫秒级，它的输出导通特性与输入电流参数无关。OCMOSFET可以以弱控强，以毫安级的输入电流驱动安级的电流。由于场效应管可以双向导通、导通电阻低的特征，它主要用于中断交流信号，如图5所示，因此OCMOSFET又被称为固态继电器（SSR）。
基于MOS场效应管的无触点开关器件很多，如日本电气公司（NEC）的PS7200系列、ToshibaTLP351系列、松下NaisAQV 系列均属于此类。通常低导通电阻型适用于负载电流较大的场合，例如NECPS710B1A：导通电阻Ron=0.1Ω（最大），负载电流IL=2.5A （最大），导通时间Ton=5ms。低CR积型的光MOSFET适用于需要切换高速信号的场合，如测量仪表的测试端等。所谓CR积指的是输出级MOSFET的输出电容与接通电阻的乘积，他是评价MOSFET
特性的一个参数指标。如NECPS7200H1A：导通电阻Ron=2.2Ω，CR积为9.2pF·Ω，导通时间Ton=0.5ms，负载电流IL=160mA。
绝缘栅双极晶体管IGBT的结构如图6所示。这种结构使IGBT 既有MOSFET可以获得较大直流电流的优点，又具有双极型晶体管较大电流处理能力、高阻塞电压的优点。这种器件可以连接在开关电路中，就像NPN型的双极型晶体管，两者显著的区别在于IGBT不需要通过门极电流来维持导通。
霍尔式无触点开关的工作原理
无触点开关（non一eontaetswiteh）靠改变电路阻抗值的变化，阶跃地改变负荷电流，而完成电路通断的一种开关电器（见低压电器）。无触点开关的主要特点是没有可运动的触头部件，导通和关断时不出现电弧或火花。无触点开关分为磁放大器式无触点开关，电子管、离子管式无触点开关，半导体无触点开关。
磁放大器式无触点开关是利用磁性材料做成的。其磁放大器铁芯上绕有交流绕组和直流绕组，改变直流绕组的直流磁化电流的大小即可改变铁芯的磁导率，以使交流绕组的电抗值变化。电路中交流绕组的电抗值最大时，电路的箱出电流最小;而铁芯饱和后，交流绕组的电抗值最小，则翰出电流最大。此两种工作状态对应于电路的关断和导通。由于带铁芯的交流绕组电抗值不可能无穷大，所以电路在高阻状态下尚有一定的输出电流。此种无触点开关体积与重量较大，电流转换的速度慢，已较少采用。
无触点开关电路图
电路图一：
图所示电路是无触点开关电路，由四只2ACM型磁敏二极管组成桥式检测电路。平时无磁场时，磁敏二极管组成的电桥无信号输出;当磁铁运行到距磁敏二极管一定位置时，在磁铁磁场作用下，磁敏电桥输出信号，该信号加在VT1的基极上，使其导通。由于R1上的压降增高，使晶闸管VT2导通，继电器K工作，其常开触点K一l和K 一2闭合，指示灯点亮，控制电路接通。
电路图二：
如图下图所示，C1、VD、C2、R2、C3和稳压管VS等组成半波整流滤波及稳压电路，R4、RP、C4组成RC时间电路，与非门D、晶体管VT和双向晶闸管V等组成无触点开关电路。当按钮开关SB 断开时，电源经R4、RP给C4充电，a点呈高电位。与非门D输出低电位，晶体管VT截止。此时，晶闸管关断，负载不得电。
当按下按钮SB时，电容C4迅速经R3放电，a点呈低电位，与排门D翻转，输出高电位，晶体管VT导通，同时触发双向晶闸管V 导通，负载得电工作。松开按钮SB，延时开始。电源重新经R4、RP 给C4充电，a点电位逐步上升，当达到与非门D的开门电平时，D 翻转，VT截止，V关断，负载断电，延时结束。
调节RP电阻值，可让延时时间在5s~50min范围变化。V应根据电源电压和负载容量选择。D可选用C036两输入端四与非门，其中之一即可，VS的稳压值在6~9V之间。
该电路可实现交流负载在通电一定时间后自行关断，适用于暗室曝光等设备。
电路图三：
一、IGCT方案 IGCT 是基于GTO结构的一个新型电力半导体器件，它不仅有与GTO相同的高阻断能力和低通态压降，而且有与IGBT相同的开关性能，兼有GTO和IGBT 之所长，是一种较理想的兆瓦级、中压开关器件。 IGCT 图（1） A 图（2） 图（2），为IGCT器件的表示符号，其开通和关断条件如下： IGCT的开通：当门极电压u GK>U gt(IGCT门极触发电压)时，触发导通。 IGCT的关断：当门极电压u GK=-U gt(IGCT门极关断电压)时，关断。 ABB公司将IGCT及其驱动集成在一块电路板上，并有不同的电压、功率等级，增加了系统运行的可靠性。比如Reverse Conducting Integrated Gate-Commutated Thirstier 5SHX 10H6010等下面简要介绍其结构和使用方法，详细的参数见数据手册。
驱动电路的原理图如图（3）所示。 IGCT 门极 IGCT 阴极 IGCT 开关命令信号 IGCT 开关状态信号 IGCT 开关驱动电源 图（3） 不选择Reverse Blocking 类型的IGCT ，而选Reverse Conducting 类型的IGCT 。 IGCT 开关命令信号由图（1）中的脉冲产生逻辑电路产生的脉冲经过光耦或者光纤隔离之后得到。光耦可用一般工业光耦如HFBR 15/1528 / 2528等。 图（6）光纤触发电路 IGCT 驱动电源正常IGCT 出错 IGCT 导通 IGCT 关断 图（7）状态显示信号 IGCT 开关状态信号可以用来检测电路的状态以及判断驱动电路是否工作正常。IGCT 的关断和导通在接受到命令信号后在几个μs 内完成。 该方案具有导通压降小，损耗小，开发方便，用件较少等特点。
无触点继电器使用说明书 ●产品概述： T系列无触点继电器是采用光电隔离型交流电过零触发技术和直流恒流源技术，主要器件全部采用原装进口，并严格生产检测工艺，确保其高可靠性，产品的主要特点是：防震﹑防潮﹑防腐﹑防爆﹑开关速度快﹑无噪音﹑寿命长﹑无火花，体积小（宽度仅为17mm），带负载能力强,可用于扩展PLC的带负载能力，可以驱动6～16通径的电磁阀和小功率直流电机等感性负载，特别适用于液压系统内控制电磁液压阀，完美地完成用微弱的电压信号控制较大的电流。可广泛应用在建筑陶瓷生产线﹑化工生产﹑机床机械加工﹑灯光控制﹑电加热控制﹑煤炭化工等现场环境恶劣，开关动作频繁的场合使用，是传统电磁式继电器的最佳更新换代产品。 专利号：ZL201520010075.8 ●外形尺寸：
●型谱： ●无触点继电器的特性： 1：无触点继电器内部全部采用贴片工艺生产，采用进口电子器件（无机械触点），增强了抗干扰性能，集成度高，体积小巧，结构紧凑，单片模块化，万能卡规安装，输入输出接线端子异侧排列，便于布线，拆装方便有利于减少控制箱的尺寸，降低成本。 2:集成翼型散热片，完全树脂灌封，焊接在电路板上，耐振动，耐潮湿和灰尘。3:输入输出之间完全隔离，输出端损坏对plc无影响，输入端采用恒流源技术，计算机可以直接控制，电流恒定不随电压的改变而改变（10ma左右）控制端电压适应范围宽涵盖5v，12v，24v。 4：超长使用寿命（可达数年不坏），使设备维护变得省心.
5:响应速度快，最高可达1KHZ，响应速度为纳秒级（电磁式继电器响应速度为 ms级），响应速度超过plc的速度，能准确执行plc的控制指令。提高设备的效 率。 6:通态压降最小0.15vDC ●无触点继电器接线示意图： *TM20D05和T44D05 输入端均采用恒流源电路，驱动电流很小，可以直接由光电开关或接近开关来驱动，当光电开关或接近开关信号线比较长时也能准确触发（电压在3.2-32VDC）。
无触点开关 non-contact switch wuehud一an kolguan 无触点开关(non一eontaet switeh)靠改变电路阻抗值的变化，阶跃地改变负荷电流，而完成电路通断的一种开关电器(见低压电器)。无触点开关的主要特点是没有可运动的触头部件，导通和关断时不出现电弧或火花。无触点开关分为磁放大器式无触点开关，电子管、离子管式无触点开关，半导体无触点开关。磁放大器式无触点开关是利用磁性材料做成的。其磁放大器铁芯上绕有交流绕组和直流绕组，改变直流绕组的直流磁化电流的大小即可改变铁芯的磁导率，以使交流绕组的电抗值变化。电路中交流绕组的电抗值最大时，电路的箱出电流最小;而铁芯饱和后，交流绕组的电抗值最小，则翰出电流最大。此两种工作状态对应于电路的关断和导通。由于带铁芯的交流绕组电抗值不可能无穷大，所以电路在高阻状态下尚有一定的输出电流。此种无触点开关体积与重量较大，电流转换的速度慢，已较少采用。电子管、离子管式无触点开关是利用栅极可控特性使阳极与阴极间导通或截止来控制翰出电流变化的，由于电子管、离子管的功率不能作得很大，在实际应用中受到了很大的限制，也已较少使用。半导体无触点开关是借电路中半导体器件的可控导通性来实现电路通断的一种开关电器。它是20世纪50年代后发展起来的一种开关，可用晶体管或晶闸管组成，由于晶体管受到功率的限制，大都采用晶闸管及其控制电路组成。半导体无触点开关的优点是:电流可以作得较大，耐反压值高，控制门极功耗小，导通和关断时间短，工作寿命长，环境适应性好，工作效率高等. 例如，对有触点的接触器，操作频率高于36。。次/h以上时就很困难了，但对半导体式无触点开关则操作频率每小时可达数万次至数十万次以上.半导体无触点开关的缺点是:电流大时，功耗较大，需加用散热器或用风冷或水冷方法降低结温，从而增加了器件的尺寸与重t。为此出现了混合式半导体无触点开关，如混合式半导体接触器(hyb‘d semieon duetor。ontaetor)就是用有触点开关与无触点开关并联组成的，电路的通断由无触点.开关的半导体器件完成，而导通后的电流主要是从有触点开关流过，从而克服了上述缺点 。
无触点可控硅投切开关技术说明书 万新电气有限公司
目录 1 概述 (2) 2 技术参数 (2) 3 工作原理 (3) 4 调试步骤 (5) 5 安装尺寸图 (9)
1过零触发板概述 1.1 适用范围 适合可控硅投切电容器无功动态补偿装置。 1.2 产品特点 ·高可靠的可控硅电压过零触发，三相独立控制。 ·有自同步功能，免去传统可控硅电路认定同步和相序的麻烦，使用与调试方便。 ·一体化结构，接线简单，互换性好。
·工作可靠,有非常强的抗干扰能力，适用性强。 2 技术参数 2.1 触发输出：六路宽脉冲列触发。 触发电流峰值≥200mA 触发电压峰值≥6V 2.2 输入控制信号：A、B、C三路分别独立控制，直流控制电压输 入DC12V 2.3 适用电压: 三相AC 400V系统，50Hz 2.4 使用环境：环境温度 -25 — +75℃ 相对湿度≤85% 无导电尘埃和腐蚀性气体 3 过零触发板工作原理
晶闸管无触点开关两端电压经电阻降压送到光电耦合器,当交流电压瞬时值与电容器的残压相等时晶闸管上电压为零,这时光电耦合器上输出1个负脉冲?此脉冲宽度大约150μs,脉冲反相后与投入指令相“与”后启动多谐震荡电路输出脉冲,然后经过功率放大和隔离电路去触发相应的晶闸管?晶闸管一经触发就保持导通,相应的电容器便投入运行?由于晶闸管导通后端电压接近为零,只要投入指令存在,触发脉冲串就一直输出,保证了晶闸管可靠导通?当投入指令撤消时,触发脉冲便停发,晶闸管在电流过零时断开,直 到单片机下次发出投入指令才选择在零电压点重新投入?
调试步骤 一、使用前的检查 1、将万用表档位调至于电阻X10K档； 1）测量输入端各相相间电阻，确保无短路和接线错误； 2）检查管件是否完好。万用表档位调至电阻X10K档，黑、红两表笔对调测量可控硅模块阴阳极两端的电阻值，都应有30ΩX10K或以上的阻值（充放电过程） 3）将万用表档位调至ΩX1档,检查风机电源L、N两端子是否短路。 二、假负载调试 1、可控硅模块输出端（电容过零投切开关组）与负载脱开，接通 可控硅模块输入电源，用三只200W/220V的白炽灯（白炽灯的功率不得小于200W）作假负载。三只白炽灯呈星形连接（无须引出中心线），分别接到可控硅模块输出端。 2、接线端子L、N（风机电源）外接AC220V/50HZ；COM接+12 Ｖ，Ｋ接控制器输出信号。 3、送电顺序：先输送可控硅模块输入端电源380V——再送L、N
ZBTSC系列大功率无触点开关 一、概述 ZBTSC系列大功率无触点开关是一种智能化的控制执 行部件，被广泛用于电容器组、L-C滤波器组的快速频繁投 切。特别适合一些负荷变化快、波动频繁、要求比较高的现 场。 该产品是无机械触点的电子开关，可跟踪负载电流变 化，对电力电容器组采用过零快速投切，具有投入无涌流、 切除无过压、无电弧重燃、无噪音、响应时间快、使用寿命 长、维修量小、可频繁投切等特点。并且具备过温保护、运 行指示等功能。 二、产品特点： ◆过零投切、无涌流、无火花产生，响应时间≤20ms。 ◆具有过温保护，超温闭锁功能。 ◆允许频繁投切，维护简单方便。 ◆采用脉冲变压器触发电路。性能稳定、可靠。 三、技术特点 ZBTSC大功率无触点开关主要由控制电路、同步电路、触发 电路、驱动电路组成。控制电路采用光电隔离技术，驱动电路采 用进口反并联晶闸管模块，具有工作稳定、抗干扰能力强等特点。 当控制器发出控制信号后，晶闸管在过零点导通或截止，从而实 现相应电容器的投入与切除。 采用专用触发控制电路。触发板输出的触发脉冲对称度高，抗 干扰能力强。触发板由电源电路、导通比设定电路，导通比周期设 定电路、过零检测电路、输入信号转换电路等单元组成。与传统的 触发电路相比，具有过零触发稳定可靠、抗干扰能力强、触发功率 大等特点。
四、技术参数及型号 参数型号额定电压 (kV) 额定频率 (Hz) 补偿容量 (kvar) 控制电压 ZBTSC-2-10 0.4 50、60 10 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-2-15 0.450、6015 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-2-20 0.450、6020 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-2-25 0.450、6025 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-2-30 0.450、6030 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-2-40 0.450、6040 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-2-60 0.450、6060 (9-12V DC.) 5mA *ZBTSC-2-80 0.450、6080 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-3-15 0.23 50、6015 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-3-30 0.23 50、6030 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-3-40 0.23 50、6040 (9-12V DC.) 5mA ZBTSC-3-60 0.23 50、6060 (9-12V DC.) 5mA *ZBTSC-3-80 0.23 50、6080 (9-12V DC.) 5mA 注：带*号为特型产品，需订制。 ZBTSC-2-XX为共补开关。 ZBTSC-3-XX为分补开关。 六、技术参数 ◆额定电压：400V AC.，660V AC. ◆控制信号：12V DC. 5mA ◆响应时间：≤20ms（三相全部投入时间）◆ di/dt≥500A/μs dv/dt≥1000v/μs ◆功耗:管压降≤2.0V ◆工作电源：~220V 、~380V(需订制) 七、环境条件 ◆环境温度：-20～+50 ℃，24小时内平均温度不超过+35 ℃ ◆贮存温度：-25～+70 ℃ ◆相对湿度：不超过85% ◆大气压力：80～110kPa ◆周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸汽及
朗风T系列无触点继电器使用说明书 ●产品概述： T系列无触点继电器是采用光电隔离型交流电过零触发技术和直流恒流源技术，主要器件全部采用原装进口，并严格生产检测工艺，确保其高可靠性，产品的主要特点是：防震﹑防潮﹑防腐﹑防爆﹑开关速度快﹑无噪音﹑寿命长﹑无火花，体积小（宽度仅为17mm），带负载能力强,可用于扩展PLC的带负载能力，可以驱动6～16通径的电磁阀和小功率直流电机等感性负载，特别适用于液压系统内控制电磁液压阀，完美地完成用微弱的电压信号控制较大的电流。可广泛应用在建筑陶瓷生产线﹑化工生产﹑机床机械加工﹑灯光控制﹑电加热控制﹑煤炭化工等现场环境恶劣，开关动作频繁的场合使用，是传统电磁式继电器的最佳更新换代产品。 ●外形尺寸：
●朗风T系列无触点继电器型谱： ●无触点继电器的特性： 1：无触点继电器内部全部采用贴片工艺生产，采用进口电子器件（无机械触点），增强了抗干扰性能，集成度高，体积小巧，结构紧凑，单片模块化，万能卡规安装，输入输出接线端子异侧排列，便于布线，拆装方便有利于减少控制箱的尺寸，降低成本。 2:集成翼型散热片，完全树脂灌封，焊接在电路板上，耐振动，耐潮湿和灰尘。3:输入输出之间完全隔离，输出端损坏对plc无影响，输入端采用恒流源技术，计算机可以直接控制，电流恒定不随电压的改变而改变（10ma左右）控制端电压适应范围宽涵盖5v，12v，24v。 4：超长使用寿命（可达数年不坏），使设备维护变得省心.
5:响应速度快，最高可达1KHZ，响应速度为纳秒级（电磁式继电器响应速度为 ms级），响应速度超过plc的速度，能准确执行plc的控制指令。提高设备的效 率。 6:通态压降最小0.15vDC ●朗风T系列无触点继电器接线示意图： *TM20D05和T44D05 输入端均采用恒流源电路，驱动电流很小，可以直接由光电开关或接近开关来驱动，当光电开关或接近开关信号线比较长时也能准确触发（电压在3.2-32VDC）。
描述 什么是无触点开关 无触点开关，是一种由微控制器和电力电子器件组成的新型开关器件，依靠改变电路阻抗值，阶跃地改变负荷电流，从而完成电路的通断。无触点开关的主要特点是没有可运动的触头部件，导通和关断时不出现电弧或火花，动作迅速，寿命长，可靠性高，适合防火、防爆、防潮等特殊环境使用。 无触点开关的优点 无触点开关在电磁兼容性、可靠性、安全性等方面的优越性是触点开关无法比拟的。无触点开关是用可控硅来控制的，因此它是在PN结内部完成导通和截流的，不会有火花，弥补了触点开关复合时有火花的不足，避免因电流过大出现火花或在高电压电路中击穿空气，造成误动作。无触点开关的耐高压性也很好，如一些大型电机在起动时，由于转子由静止变为转动的惯性非常大，造成起动电流超大（基本相当短路电流），停机时由于惯性继续运转，会造成非常高的电压，无触点开关便可应用于此。 无触点开关常见类型 1.以三端稳压器实现的无触点开关 三端稳压器是设计者十分熟悉的常用廉价器件之一，图1是利用三端稳压器设计的开关电路。从控制端加入的信号决定是否将三端稳
压器与地导通，若导通则输出端上电，否则输出端相当于断开。此电路十分简单，也容易调试，且有多种电压的稳压器供选用，适用于直流负载的控制。缺点是稳压器的管压降使输出电压有所降低，不适合电池供电的设备。选用低压差三端稳压器可有所改善。 2.基于可控硅器件的无触点开关 目前有很多这类的器件供选择，如意法半导体公司（ST）的ACS 系列产品。该产品可以直接用来控制风扇、洗衣机、电机泵等设备，隔离电压可达到500V-1000V以上。图2是其典型应用电路。此类器件价格低廉，但只能用于交流负载的开关控制。 3.基于光耦三极管和达林顿管的无触点开关