題:
為什麼繼電器仍在電烤箱中使用?
nigel222
2017-01-12 04:16:35 UTC
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我最近買了一個新的電風扇烤箱。它具有數字恆溫器和控制系統。令我驚訝的是,我能聽到一個繼電器在其內部接通和斷開以控制加熱元件的功率的消息。烤箱的額定功率為4kW(230V)。

我希望它會使用雙向可控矽來接通和關斷該元件的電源。那為什麼不呢?

我不認為這裡的答案重複了有關在汽車中使用繼電器的問題。對於12V DC,切換230V AC的設計標準非常不同。首先,LVDC將使用MOSFET,而市電AC將使用雙向可控矽。關於跨半導體器件的電壓降和散發廢熱的考慮是不同的。安全制度不同。操作環境不同。依此類推。

我買了一個組合的微波爐/對流烤箱,只有1.2kw。它使用三端雙向可控矽開關元件作為元素-我知道這是因為當愚蠢的東西燒毀時我正站在那兒。我希望繼電器更加堅固。
中繼可能便宜一分錢,而無需增加散熱器成本
[為什麼在汽車中使用這麼多的繼電器而不是晶體管?](http://electronics.stackexchange.com/questions/232035/why-are-there-so-so-many-relays-used-in-汽車代替晶體管)。我們是否必須在碰巧仍使用繼電器的每台設備上進行迭代?
會想到12V DC的原因和230V AC的原因幾乎沒有共同之處。對於啟動器,您不能輕易地使用雙向可控矽來控制直流電阻負載。
@nigel222實際上,在這種情況下,您將使用MOSFET(比三端雙向可控矽開關元件更容易使用)。但是,您仍然可以將兩個問題概括為“我們為什麼要使用繼電器而不是半導體”,其原因將是相同的。
@nigel222我從來沒有說過要使用雙向可控矽來控制12V DC,您的陳述本質上是一個稻草人論點。
我從未說過您這樣做過(但我的問題確實提到了三端雙向可控矽開關)。考慮到有關12V DC系統中繼電器的現有答案,有人問我為什麼要提出這個問題。我給出了我認為沒有太多共同點的原因。我認為這裡的答案很有參考價值,將其刪除將無法改善此站點。
關閉@nigel222作為重複項不會刪除任何內容(無論是下面的答案還是問題),請不要擔心。只是您無法添加更多答案。如果有人想添加另一個答案,他可以將其添加到原始問題中。而且,它在兩個問題之間建立了牢固的聯繫,這簡化了瀏覽/搜索,這是有益的。但是,將問題作為重複題回答並不是懲罰。而且我知道您可能認為12VDC與230VAC的原因有所不同。但是事實是:原因是相同的。
五 答案:
Olin Lathrop
2017-01-12 04:31:13 UTC
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三端雙向可控矽開關的優勢:

  1. 打開時電壓降很小。這意味著它們不會消耗太多功率。對於大功率設備,處理熱量的成本通常會超過散發熱量的組件的成本。

  2. 良好的隔離。繼電器線圈本質上與繼電器開關電氣隔離。使這種隔離能夠承受正常的電源線電壓非常容易且便宜。

  3. 比半導體更能承受高溫。矽在150°C左右不再是半導體。製造可以承受更多功率的繼電器並不難。在打算變熱的設備中,這可能非常有用。

  4. 更好的輸入抗擾度。即使來自附近的功率尖峰,RF拾取等雜散電容耦合也不會使繼電器跳閘。

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另一個原因是故障模式。在AC上,中繼極不可能“接通” **。但是,半導體可能總是會失敗。您不希望在功能強大的加熱器中出現這種故障模式。
而且,在旨在達到高於半導體所能承受的溫度的設備中處理散熱問題更加棘手。
在這裡,我們一直在各種烤箱,攪拌盤,冷卻器等設備上發生接觸閉合式繼電器故障。當然,這是因為*設備很舊*,其觸點已遠遠超過其額定壽命。那,或者在劣質產品中使用低檔繼電器。是的,幾乎被破壞的觸點通常無法斷開,但有時它們會被焊接閉合。
觸點閉合式繼電器發生故障的原因是製造商忘記將它們倒置安裝,以致重力使它們無法打開。
考慮一下,散熱和Janka的評論可能是關鍵。三端雙向可控矽開關元件可能下降1.5V乘以16A為24W。設計用於在刨花板廚房裝置中塞滿熱量的盒子旁邊的被動冷卻裝置不易消散。還要注意的是,這是具有熱解清潔功能的烤箱。旨在使*有時*非常熱。
如wbeaty所說,@Joshua:有時會關閉WELD的聯繫人。重力不會消除這種大小的任何東西。
-1
對不起,我錯過了焊縫閉合部分。事實證明,彈簧故障是繼電器更常見的故障模式之一。
在您看來,最重要的一點是繼電器的溫度承受能力。在可以將物品加熱到250°C的烤箱中,很難創建溫度不能超過100°C左右的“安全區域”。在如此高的環境溫度下,要消除半導體產生的熱量,就需要大量的散熱,並且可能也需要強制通風。...
……總而言之,當然可以製造出等效的固態解決方案,但是成本會大大增加。人們會為此“奢華”支付額外的〜100美元嗎?!好吧,如果市場營銷做對了……新的溫度控制技術!一流的固態NASA認證的USMC測試技術在裡面!進入烤箱技術的未來!現在!`:-D
另一個優點:繼電器可以輕鬆地與鏟形連接器或插座連接,因此與焊接零件相比,更換很簡單。
Lorenzo Donati -- Codidact.com
2017-01-12 04:35:34 UTC
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增加了奧林的答案:

如果您不需要半導體器件的快速開關時間,則與實現能夠開關相同功率的固態開關所需的電路相比,繼電器非常堅固且便宜。

另外,對於電爐來說,驅動繼電器線圈和固態開關所需的功率增加是不值得的。
-1
Klaws
2017-01-13 20:16:45 UTC
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此外,當雙向可控矽開關失效時,它通常被“卡在”導電狀態。它不會再關閉了。

擁有一個半導體(如果被(例如)電壓或電流尖峰損壞而在度假時以全功率打開烤箱)可能不是一個好主意。

wilk
2017-01-13 01:11:29 UTC
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為清楚起見,我認為Chue X可能會說明這一點:繼電器在線路和負載端子之間具有出色的絕緣性,而雙向可控矽則沒有。例如, BT136-600數據表顯示,該4A三端雙向可控矽開關元件的最大漏電流為0.5 mA。這是一個三端雙向可控矽開關元件,適用於常規的牆壁調光器。除非調光器包括機械開關,否則如果沒有連接的負載,則當雙向可控矽開關關閉時,您將在負載側測量120 VAC。如果連接了負載,您將測得更低的電壓,該電壓等於洩漏電流乘以負載電阻。

根據經驗,您會期望功率為4 KW的高功率三端雙向可控矽開關元件由於其有效面積大得多而具有較高的洩漏電流。當元件被燒壞或需要維修時,會在烤箱中造成嚴重的電擊危險。加熱元件的連接處會暴露出230 VAC的交流電流。使用繼電器可確保在烤箱關閉時將元件與線路安全隔離。

關於光隔離三端雙向可控矽開關:是指電源/負載連接與控制連接之間的隔離。需要這樣做,以防止危險的電壓和電流通過控制輸入信號流回控制它的電子設備。 光耦合器教程提供了光耦合器的良好概述,包括光隔離三端雙向可控矽開關。光電隔離的三端雙向可控矽開關仍然具有較大的洩漏電流,並且通常不適合控制某些負載。如Olin的回答所述,這也是繼電器在其線圈和負載之間提供的那種洩漏。

shri
2017-01-12 16:22:17 UTC
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除了奧林的回答外,開關和控制端之間還存在絕緣。雙向可控矽在兩個電路之間需要少量電流。

參考:三端雙向可控矽與繼電器

光電隔離的兩側之間無電流。我正在超越自己所知道的範圍,但是我聽說過光隔離三端雙向可控矽開關元件和光三端雙向可控矽開關元件(同樣的東西?)
光電隔離的雙向可控矽是集成輸出模塊的通用名稱,該模塊在一個模塊中同時包含雙向可控矽和光耦合器。它也是最常用的環氧樹脂灌封材料,以確保絕緣。您不能使用內置的光隔離來製造單片零件,但是這些模塊在工業控制中非常普遍。


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