總線固態(tài)開關(guān)
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- 公司名稱 廈門超力電子有限公司
- 品牌
- 型號
- 產(chǎn)地 福建廈門
- 廠商性質(zhì) 生產(chǎn)廠家
- 更新時(shí)間 2015/10/12 14:03:38
- 訪問次數(shù) 483
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總線固態(tài)開關(guān)
英文名《Bus Static Power Switches》簡稱B-SPS,由長命晶閘管模塊、光電數(shù)字觸發(fā)器、過電壓保護(hù)器構(gòu)成,是“晶閘管+觸發(fā)保護(hù)電路板”和“固態(tài)繼電器+中間繼電器+接觸器”的更新?lián)Q代產(chǎn)品;用戶無須制作電路板;*淘汰有觸點(diǎn)電器、可頻繁通/斷電、通/斷電時(shí)刻精確、全過程正弦波、無火花電弧、可靠且耐用、*免維修,是國家技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目。
它“過零觸發(fā)”,在電壓過零時(shí)刻才允許被控制電流(≥5mA)觸發(fā)導(dǎo)通,其他時(shí)刻不被觸發(fā),顯著減少誤觸發(fā)概率;半周波通/斷電,全過程電壓電流正弦波,無火花電弧,不會(huì)引起電火花嚴(yán)重電磁干擾。
它可直接掛上單片機(jī)、可編程序控制器PLC等,直接驅(qū)動(dòng)電氣設(shè)備智能運(yùn)行。它可作通/斷電開關(guān)、調(diào)功調(diào)壓、多管輪流導(dǎo)通擴(kuò)大電流而無須均流電路等多功能、變功能,由單片機(jī)軟件設(shè)定。工程師只需設(shè)計(jì)好軟件,無需制作電路板,節(jié)省大量時(shí)間又免除分立元件故障頻繁的煩惱。
一、工作原理
總線固態(tài)開關(guān)原理電路見圖1。它有二個(gè)控制端“-、+”,分別連接在單片機(jī)的I/O口、電源正極VCC上;I/O口掛在單片機(jī)片內(nèi)總線上,從而就掛在單片機(jī)總線上。單片機(jī)有多少個(gè)I/O口(口數(shù)可以擴(kuò)展),就可以掛多少塊,由單片機(jī)統(tǒng)一指揮。它有二個(gè)功率端“1”和“23”,可把電力負(fù)載ZL與交流電力線“L1、L2”連接起來。這樣便構(gòu)成“單片機(jī)--電力負(fù)載”智能運(yùn)行機(jī)組。多臺設(shè)備可通過多個(gè)B-SPS掛在同一個(gè)單片機(jī)上,協(xié)調(diào)運(yùn)行。
單片機(jī)輸出一個(gè)信號給某個(gè)I/O口,其對應(yīng)的B-SPS的“-”端與電源負(fù)極VSS接通,產(chǎn)生控制電流If≥5mA,并且在交流電壓Vac過零后依然保持5mA,見圖2;則IC觸發(fā)器導(dǎo)通,產(chǎn)生可控硅SCR門極電流Igt,zui大可達(dá)到1A,足夠觸發(fā)SCR導(dǎo)通。一旦SCR導(dǎo)通,IC觸發(fā)器就自然關(guān)斷,門極觸發(fā)電流Igt降為零,盡管此時(shí)控制電流If仍然存在。可控硅SCR觸發(fā)時(shí)間不超過2μS,所以觸發(fā)電流Igt需要持續(xù)的時(shí)間極短,盡管其數(shù)值達(dá)到1A;觸發(fā)功耗極小??煽毓鑿慕涣骶€電壓過零點(diǎn)開始觸發(fā)導(dǎo)通直至電流為零而自然關(guān)斷。電力負(fù)載ZL獲得半個(gè)正弦波電流。單片機(jī)沒信號輸出,負(fù)載ZL斷電。實(shí)現(xiàn)了半周波通/斷電控制。
二、觸發(fā)/關(guān)斷方式
B-SPS又稱“晶閘管過零電壓混合模塊”,其內(nèi)部IC保證:僅在B-SPS功率端的交流電壓Vac過零時(shí)刻,控制電流If才能觸發(fā)SCR、功率端導(dǎo)通;導(dǎo)通時(shí)刻與交流電壓過零時(shí)刻之誤差小于0.6電度,見圖2。其他時(shí)刻B-SPS不被誤觸發(fā),抗干擾性強(qiáng)。B-SPS在全部工作期間,甚至在通/斷電瞬間,電壓電流都是正弦波,不引起設(shè)備異常振動(dòng)和噪音,延長B-SPS工作壽命。B-SPS一旦觸發(fā),一直要導(dǎo)通到:流過它的電流降低到零而自然關(guān)斷,因此不產(chǎn)生斷電過電壓。
(a)交流線電壓Vac波形。(b)控制電流If波形。(c)負(fù)載二端電壓Vzl波形。(d)負(fù)載電流Izl波形。
三、特點(diǎn):
·具有長命晶閘管模塊的優(yōu)點(diǎn),。
·采用高級DBC底板,耐用性指標(biāo)承受冷熱循環(huán)次數(shù)達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的10倍,避免快速熱老化擊穿。
·內(nèi)含瞬態(tài)衰減器,可承受4KV脈沖群、浪涌過電壓,避免快速電老化擊穿。浪涌和脈沖群抗擾度4級,適用“嚴(yán)酷”的工業(yè)環(huán)境,不干擾別的電腦,也不受外來電磁干擾。
·控制電路與主電路之間的隔離電壓7KV。
1、通常固態(tài)繼電器電流小,需要通過繼電器、接觸器驅(qū)動(dòng)電氣設(shè)備。接觸器通/斷電動(dòng)作遲緩且有火花電弧,故障多壽命短。電流大,可直接驅(qū)動(dòng)電氣設(shè)備,省掉中間繼電器和接觸器,通/斷電無火花電弧、達(dá)到快速、精確、頻繁,*免維修、壽命長。這是任何有觸點(diǎn)接觸器*的。
2、通常固態(tài)繼電器所用的晶閘管的峰值電壓僅1200V甚至800V,靠壓敏電阻嵌位。而壓敏電阻頻繁擊穿嵌位將加速劣化失效;又沒有抗脈沖群過電壓的能力,可靠性難以達(dá)到3級、耐用性也差。而所用的晶閘管的峰值電壓為1600V,模塊內(nèi)又有專門的過電壓保護(hù)電路,可把浪涌過電壓箝位在1250V以下,高溫時(shí)也不超過1600V。福建省中心檢驗(yàn)所檢測:抗浪涌電壓達(dá)到(IEC61000-4-5:1995的)4級,抗電快速脈沖群干擾度達(dá)到(IEC(IEC61000-4-4:1995的)4級,適用“嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境”。
3、國內(nèi)外絕大多數(shù)固態(tài)繼電器采用“厚銅底板”,是*代產(chǎn)品,耐用性指標(biāo)低。采用“高級DBC底板”,國外封裝,耐用性指標(biāo)“承受冷熱循環(huán)次數(shù)”比標(biāo)準(zhǔn)(IEC TC47或JB/T7826.1-1995)提高10倍,*工作壽命、可靠性達(dá)到世界水平。
4、用戶無需設(shè)計(jì)制作、調(diào)試檢修觸發(fā)保護(hù)電路板,加上單片機(jī)就能用;可隨意進(jìn)行積木式組裝分散分布,力爭采用自然散熱,省掉風(fēng)扇及其保護(hù)電路,消除通風(fēng)故障又縮小了體積。電流大、散熱板面積小,仍須加風(fēng)扇及通風(fēng)故障保護(hù)電路。
四、使用方法
·建議外加瞬態(tài)衰減器,連接在1、2和2、3之間,每2~3年更新1次。
·它取代“2個(gè)晶閘管+瞬態(tài)過電壓保護(hù)電路+觸發(fā)電路+光電隔離+信號放大電路+繼電器+接觸器”,可作“無觸點(diǎn)交流開關(guān)”,不受電磁干擾也不干擾其他微電腦、無火花無電弧,可用于易燃易爆場所,可滿足頻繁、快速、準(zhǔn)確通/斷電的要求,*工作壽命較接觸器提高20~100倍,正確使用一輩子不壞。
·直接掛上單片機(jī),直接驅(qū)動(dòng)電氣設(shè)備智能運(yùn)行;接入/切出電阻、電容、電感;調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)(溫濕度、壓力、負(fù)荷、電流、電壓、功率、功率因數(shù))等,精度達(dá)到半周波10mS。
B-SPS可取代“光偶+信號放大+繼電器+接觸器” | 圖2 接線圖 | |
圖1a 傳統(tǒng)(單片機(jī)和繼電器接觸器)控制電路 | 圖1b *的(單片機(jī)和)控制電路 |
·對于三相負(fù)載,可用三個(gè)把電氣設(shè)備連接到單片機(jī)上,如下圖所示。
·的額定電流是指交流電流有效值。特別強(qiáng)調(diào),晶閘管不允許過載,1秒鐘也不行!的額定電流應(yīng)為負(fù)載額定電流的2~3倍。一般而言,負(fù)載是電阻取2倍以上,其他3倍以上,電動(dòng)機(jī)還要考慮啟動(dòng)電流倍數(shù)。
·外加過電流保護(hù)電路可以在電流超*立即停止觸發(fā)信號。但這也無法阻止可控硅繼續(xù)導(dǎo)通至零電流為止,此種保護(hù)不*。模塊的過電流和短路保護(hù)用快速熔斷器zui可靠。下圖是3相B-SPS驅(qū)動(dòng)電路。
五、安裝要點(diǎn):
1、模塊底板與散熱器之間的接觸面一定要平整、光滑、清潔;如有毛刺、沙礫,可能刺傷底板造成電擊穿。二接觸面之間應(yīng)墊上本公司的絕緣導(dǎo)熱墊片(一次性使用);再用螺釘擰緊,太松散熱差。
2、外接導(dǎo)線的端頭應(yīng)焊接銅鼻,通過銅鼻與模塊功率端用螺釘連接;接觸面之間涂導(dǎo)電膏,可顯著增大導(dǎo)電接觸面,避免接頭過熱。銅鼻鍍銀,連接孔Ф5~6為好。
3、安裝尺寸見下圖(100~360A):
六、產(chǎn)品型號
七、產(chǎn)品規(guī)格和技術(shù)數(shù)據(jù)
額定電壓為400 VAC,不超過460 VAC。若瞬間交流電壓超過460 VAC,過電壓保護(hù)電路自動(dòng)啟動(dòng)。福建省中心檢驗(yàn)所檢測:抗4KV浪涌電壓。模塊內(nèi)部電路與底板之間絕緣電壓為3000VAC。主要規(guī)格性能數(shù)據(jù):
型號 | 額定電流Irms,A | 浪涌電流Itsm,A | 控制電壓,V | 控制電阻R Ω | 控制電流 典型值mA | |
典型值 | zui大值 | |||||
MTX100-16CM-B05 | 100 | 520 | 05 | 12 | (390)330 | (5.1)6 |
-B10 | 10(12) | 1.2(1.5)K | 6.8 | |||
-B24 | 24 | 1000 | 3.9K | 5.4 | ||
MTX160-16CM-B05 | 160 | 1150 | 05 | 12 | 390 | 5.1 |
-B10 | 10(12) | 1.2(1.5)K | 5.8 | |||
-B24 | 24 | 1000 | 3.9K | 5.4 | ||
MTX200-16CM-B05 | 200 | 1500 | 05 | 12 | 390 | 5.1 |
-B10 | 10(12) | 1.2(1.5)K | 6.8 | |||
-B24 | 24 | 1000 | 3.9K | 5.4 | ||
MTX260-16CM-B05 | 260 | 2150 | 05 | 12 | 390 | 5.1 |
-B10 | 10(12) | 1.2(1.5)K | 6.8 | |||
-B24 | 24 | 1000 | 3.9K | 5.4 | ||
MTX300-16CM-B05 | 300 | 2200 | 05 | 12 | 390 | 5.1 |
-B10 | 10(12) | 1.2(1.5)K | 6.8 | |||
-B24 | 24 | 1000 | 3.9K | 5.4 | ||
MTX360-16CM-B05 | 360 | 2250 | 05 | 12 | 390 | 5.1 |
-B10 | 10(12) | 1.2(1.5)K | 6.8 | |||
-B24 | 24 | 1000 | 3.9K | 5.4 |
注:(1)控制端加上的直流電壓應(yīng)低于“zui大值”。專家建議:控制電壓采用“典型值”,則電流為表列值??刂齐娏鳛?~10mA,允許值為5~60 mA。BSPS有3種直流控制電壓5、10、24VDC,任選;也可自定,但是控制電流應(yīng)≥5mA為好。
(2)交流電路中,模塊內(nèi)部RC過電壓保護(hù)電路有電流流過。但是這電流不是可控硅的關(guān)態(tài)電流。在直流電路中,RC沒有電流流過;模塊的關(guān)態(tài)電流才是可控硅的關(guān)態(tài)電流,僅0.1mA。只有標(biāo)準(zhǔn)的1/200。