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排除固态继电器故障的方法

0 0 2022-06-22

本文讨论了对固态继电器和输入/输出端子进行故障排除的一些方法。


固态继电器是可以允许大电流的半导体器件,但如果超过它们的输入和输出额定值,就会立即损坏。这种损伤通常无法从外部看到,因此更难诊断。但是通过几个简单的故障排除步骤,就可以很容易地验证操作是否正确。


什么是固态继电器?


固态继电器的基本操作由连接到输入端子的小电压LED组成,其额定电压范围为直流或交流电压。输出触点是单个大电流场效应晶体管(FET)或晶闸管器件,分别提供直流或交流负载切换。


由于这些继电器没有移动部件,因此它们比机械部件更难进行视觉和听觉检查。输入侧和输出侧内部的固态组件都依赖于二极管结进行操作,因此某些测试方法类似于二极管测试功能。与机械继电器不同,它们不能单独使用电阻进行测试。


测试这些继电器时会出现一个困难。由于它们由半导体元件构成,它们会根据施加到输出的电压量和输出类型(FET与晶闸管)做出不同的响应。


由于不同的仪表品牌和型号会输出不同的电压和电流水平来执行某些测试,因此您不能总是指望特定的结果。在使用各种仪表执行许多我自己的测试时,我使用不同的仪表从完全相同的继电器测量了不同的值。这与接触端子将完全打开或关闭的任何物理开关形成对比,无论电压水平如何,都提供明显的电阻和电压预期。


执行测量时,请记住,没有任何仪表测试可以替代适当的台架测试,提供作为实际工作条件的准确工作电压和电流水平。下面提供的这些步骤只是可能用于追踪不良继电器的方法列表。


输入端子


固态继电器的输入是与限流电路串联的LED。无论输入电压如何,电流限制通常将流量保持在不超过20mA。这就是为什么他们可以接受广泛的电压。如果他们依赖固定的输入电阻,LED会在更高的电压下变得更亮,因此输出负载电路会随着输入电压的变化而做出不同的响应。当规定的电压是适当值的范围时,这并不理想。


使用任何典型的万用表,“二极管测试”功能都用示意图二极管符号表示。该功能将一个小电压施加到二极管结上并缓慢增加电压,直到达到二极管正向电压并且电流增加。该电压显示在显示屏上。它足以测试LED以及许多晶体管。非常适合固态继电器的直流输入。


将仪表的红色表笔放在标有“+”的继电器输入端子上。这将出现在任何直流输入继电器上。将黑色COM引线放在另一个输入端子上。


当仪表的刻度盘置于“二极管”功能范围内时,电压应增加到1.2-2.0伏左右。它可能会稍微多一点或少一点,因为每个LED都有不同的工作电压,并且每个型号都会有不同的输出。


您可能会发现误导性结果


标准二极管不需要与LED一样高的电压,因此某些仪表可能无法将其二极管测试电压提高到足以激活LED并提供测量值。他们将在显示屏上显示OL,但继电器可能仍然工作。


这仅适用于低压直流输入继电器。如果您发现AC或更高范围的DC预期电压高于5伏,仪表显示屏将显示OL,但继电器可能仍然工作。


输出端子


普通继电器负载所消耗的电量远远超过万用表的微小功率输出,因此任何仪表都无法接近模拟真实世界的条件。因此,输出终端的故障排除可能会比较棘手,但我们有几个可用的选项。


二极管测试功能仍然可以在各种直流输出固态继电器上工作。当继电器“关闭”时,输出打开,并显示非常大的电压降。


当“开启”时,电压显着下降,但仍大于0。唯一的问题是,对于更高的电流,晶体管的内阻会降低。由于仪表仅输出小电流,因此可能不足以将仪表驱动到可以提供有效读数的范围内,并且可能仍显示OL。


要使用此测试,请将第二个仪表的红色表笔放在“+”输出端子上,将黑色表笔放在另一个端子上。当第一个仪表对输入执行二极管测试时,检查输出。如果这个测试有效,那么当输入测试线被移除时它应该显示OL,然后电压不超过2.0伏,然后输入线被退回。


另一个可能派上用场的测试是电阻测试。同样,当第一个仪表在二极管测试功能中测量输入端子时,用第二个仪表测量输出端子的电阻。它们可能会保持在一个令人震惊的高电阻,但这仅仅是因为电阻在更高的工作电流下显着降低,而不是仪表输出电流。


当引线从输入端子上移开时,电阻应攀升至OL,表示开路。当输入引线返回时,输出电阻可能会下降到低MΩ或kΩ范围。在实际操作中,它会下降得远低于此,但这只是一个测试,以表明功能。


应用于输入的相同警告仍然适用于输出。并非每个仪表都会为每次测试提供相同的输出值。不要假设因为这些测试只适用于一米,所以它们适用于所有人。交流输出继电器将更难测试,但我仍然能够使用上面提供的相同方法测量其中一些继电器的电阻值。


固态继电器具有许多独特的特性,可以使其在某些开关操作中具有优势。


然而,由于复杂的结构以及仪表输出的差异,它们仍然难以排除故障。没有什么能比得上良好的台架测试设置,但有一些二极管和电阻测试可用于提供操作的初步评估。


作者: 傲壹电子

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