選擇繼電器：選擇較新固態(tài)繼電器還是舊機(jī)電繼電器

當(dāng)嵌入式系統(tǒng)需要與外界接觸以檢測強(qiáng)信號(hào)時(shí)，它們通常需要在I/O上進(jìn)行電膨脹。問題是：我應(yīng)該使用 SSR 還是 EMR 來執(zhí)行此操作？

您的嵌入式系統(tǒng)遲早需要將其 I/O 連接到外部世界，而且通常更早。最常見的外部 I/O 涉及開/關(guān)電路的檢測和控制，范圍從“干電路”（無或幾乎為零電流）、5V 或 12V 直流信號(hào)、24 VAC、120/240 VAC 電源線等。此外，由于基本信號(hào)不兼容（3V I/O 與交流線路電壓）以及用戶和系統(tǒng)安全性，您不希望機(jī)箱或 PC 板中出現(xiàn)高電壓，因此需要電流隔離，這意味著您的系統(tǒng)與外部世界之間沒有歐姆路徑，圖 1。

電氣隔離的功能是將信號(hào)信息從輸入傳遞到輸出，但兩側(cè)之間沒有任何導(dǎo)電（歐姆）路徑。（圖片來源：EE Publishers （Pty） Ltd）

這就是隔離模塊進(jìn)入故事的地方。對(duì)于大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，這些是獨(dú)立的插座繼電器，可以根據(jù)需要輕松交換、更改或升級(jí)?！袄^電器”一詞實(shí)際上是指兩種截然不同的實(shí)現(xiàn)：1860 年代開發(fā)的機(jī)電繼電器 （EMR）（是的，很久以前）！以及 1960 年代首次推出的固態(tài)繼電器 （SSR）。 （請(qǐng)注意，我們?cè)谶@里談?wù)摰氖枪β驶虻皖l信號(hào)的繼電器;也有用于射頻的繼電器，但它們是非常不同的生物，評(píng)估和選擇它們的標(biāo)準(zhǔn)也非常不同。

電子病歷與固態(tài)硬盤

SSR 和 EMR 的工作原理很簡單，但有很大不同。簡而言之，SSR 使用一個(gè) LED/光電晶體管進(jìn)行隔離耦合，同時(shí)允許代表感測開關(guān)閉包或電流流向負(fù)載打開或關(guān)閉的信號(hào)通過，圖 2。

光隔離的原理很簡單：LED將電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換為光子，光子穿過間隙并到達(dá)光電晶體管，然后將其能量重新轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。（圖片來源：Phidgets， Inc）

更老的EMR使用驅(qū)動(dòng)到電磁鐵中的電流作為其輸入信號(hào);當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，它會(huì)拉動(dòng)電樞，電樞物理閉合附近的一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)，圖3。（因此，EMR 有時(shí)被稱為觸點(diǎn)或線圈繼電器。

機(jī)電繼電器使用基本電磁元件啟動(dòng)電樞運(yùn)動(dòng)，并且可以支持多極以及常開 （NO） 和常閉 （NC） 觸點(diǎn)的同時(shí)操作。（圖片來源：Glolab Corporation）

顯而易見的問題是：“在您的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用哪一個(gè)？與大多數(shù)工程決策一樣，答案很簡單：“視情況而定”。一般來說，大多數(shù) EE 將 SSR 視為首選，因?yàn)?SSR 更容易與低電平電子信號(hào)接口，具有微秒的快速切換時(shí)間（與 EMR 的毫秒相比），并且額定工作周期為數(shù)千萬次。許多 SSR 還具有一個(gè)小的指示燈 LED，因此用戶可以判斷它是否已激活，這是一個(gè)方便的功能。

眾所周知，EMR 在某些應(yīng)用中是首選，即使它們具有大多數(shù) EE 擔(dān)心和可能擔(dān)心的移動(dòng)部件。EMR 可以承受電壓和電流尖峰和過載，并且從信譽(yù)良好的供應(yīng)商處正確選擇的 EMR 通常額定為數(shù)千萬次循環(huán)。每年售出數(shù)億臺(tái)，雖然有些用于更換用途，但許多用于需要其獨(dú)特功能組合的新設(shè)計(jì)。EMR 不附帶指示燈 LED，但在打開和關(guān)閉時(shí)會(huì)發(fā)出咔嗒聲;有些人覺得這很煩人，而另一些人則覺得這令人放心。

SSR 和 EMR 均具有廣泛的觸點(diǎn)額定值和其他規(guī)格（交流、直流、電壓、電流）。在某些情況下，選擇哪一個(gè)的決定可能相當(dāng)明顯，但在許多情況下并非如此。例如，如果繼電器處于工業(yè)或易燃環(huán)境中，則通常首選 SSR，因?yàn)樗鼪]有移動(dòng)部件，也沒有危險(xiǎn)的火花，而 EMR 確實(shí)有接觸火花。但是，如果繼電器需要多個(gè)觸點(diǎn)極，或者在通電時(shí)每個(gè)極上同時(shí)需要觸點(diǎn)閉合和觸點(diǎn)開路，則單個(gè) EMR 可提供所有這些。此外，SSR 往往在“觸點(diǎn)閉合”模式下失效，而 EMR 往往在“開路”模式下失效;這也可能是一個(gè)考慮因素。

總結(jié)

許多網(wǎng)站解釋了 SSR 和 EMR 的相對(duì)屬性，并且有許多供應(yīng)商提供這兩種繼電器類型，因此可以對(duì)每種類型進(jìn)行公平評(píng)估。如果他們的網(wǎng)站只談?wù)撘环N類型的優(yōu)點(diǎn)，而沒有至少承認(rèn)其相對(duì)缺點(diǎn)，那么在做出決定時(shí)請(qǐng)謹(jǐn)慎判斷。

在某些情況下，SSR/EMR 的選擇是顯而易見的，一種類型在性能、成本和其他屬性方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。然而，在許多情況下，決定更加困難，因?yàn)槊糠N類型都會(huì)帶來一個(gè)強(qiáng)大的相對(duì)利弊配對(duì)列表。那時(shí)設(shè)計(jì)審查變得艱難，因?yàn)橹辽儆幸晃慌c會(huì)者會(huì)問，并且有一定的道理：“你為什么不選擇另一個(gè)？

審核編輯：郭婷