脉冲电路 - 开关

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开关是一种接通或断开电路或触点的装置。它还可以将模拟数据转换为数字数据。开关高效的主要要求是快速且开关时不产生火花。基本部件是开关及其相关电路。

开关分为三种类型。他们是 -

• 机械开关
• 机电开关或继电器
• 电子开关

机械开关

机械开关是我们以前使用过的较旧类型的开关。但在一些应用中它们已被机电开关取代，后来又被电子开关取代，以克服前者的缺点。

机械开关的缺点如下 -

• 它们具有高惯性，限制了运行速度。
• 它们在断开接触时会产生火花。
• 开关触点做得很重，以承载更大的电流。

机械开关如下图所示。

这些机械开关被机电开关或继电器取代，它们具有良好的操作速度并减少火花。

继电器

机电开关也称为继电器。这些开关部分是机械的，部分是电子或电气的。它们的尺寸比电子开关大，比机械开关小。

继电器的构造

继电器的制作方式是通过触点向负载供电。在外部电路中，我们有用于负载的负载电源和用于控制继电器操作的线圈电源。在内部，杠杆通过硬弹簧连接到铁轭，以将杠杆保持向上。螺线管连接到磁轭，其周围缠绕有操作线圈。如上所述，该线圈与线圈电源连接。

下图解释了继电器的构造和工作原理。

继电器的工作原理

当开关闭合时，会建立一条电气路径，为螺线管通电。该杠杆由一个重型弹簧连接，该弹簧将杠杆拉起并固定。当螺线管通电时，克服弹簧的拉力将杠杆拉向它。当拉动控制杆时，动触点与固定触点相遇，从而连接电路。因此，电路连接打开或建立，并且灯发光指示这一点。

当开关关闭时，电磁阀不会获得任何电流并断电。这使得杠杆对螺线管没有任何吸引力。弹簧将控制杆向上拉，从而断开接触。因此电路连接被关闭。

下图显示了实际继电器的样子。

现在让我们看看电磁开关的优点和缺点。

优点

• 即使在负载上处理大功率，继电器也会消耗更少的能量。
• 操作员可以处于更远的距离，甚至可以处理高电压。
• 打开或关闭时无火花。

缺点

• 运行缓慢
• 零件容易磨损

继电器中锁存器的类型

继电器根据其工作方式有很多种，如电磁继电器、固态继电器、热继电器、混合继电器、干簧继电器等。

继电器借助锁存器进行连接，如下图所示。

继电器中有四种类型的锁存连接。他们是 -

• 单刀单掷 (SPST) - 该闩锁具有单刀，并被掷到单掷上以建立连接。

• 单刀双掷 (SPDT) - 该锁存器具有单刀双掷来建立连接。它可以选择与连接了两个投掷的两个不同电路进行连接。

• 双刀单掷 (DPST) - 该闩锁具有双刀单掷以进行连接。两个电路中的任何一个都可以选择与单掷可用的电路进行连接。

• 双刀双掷 (DPDT) - 该闩锁具有双刀，并被投掷至双掷以同时建立两个连接。

下图显示了所有四种类型的锁存器连接的示意图。

电子开关

下一种要讨论的开关是电子开关。如前所述，晶体管因其工作速度高且无火花而成为最常用的电子开关。

下图显示了一个使晶体管用作开关的实用电子电路。

当晶体管工作在饱和区时，晶体管在导通状态下充当开关。当它在截止区域操作时，它作为一个处于关闭状态的开关。它在线性区域充当放大器，位于晶体管和截止之间。要了解这些工作区域，请参阅基础电子教程中的晶体管章节。

当外部条件如此恶劣且高温盛行时，简单而普通的晶体管就无法发挥作用。一种称为硅控整流器（简称SCR）的特殊装置用于此目的。这将在电力电子教程中详细讨论。

电子开关的优点

电子开关有很多优点，例如

• 尺寸较小
• 重量更轻
• 火花操作
• 无活动部件
• 不易磨损
• 低噪音运行
• 操作更快
• 比其他开关便宜
• 减少维护
• 固态带来无故障服务

晶体管是一种具有高工作速度的简单电子开关。它是一种固态器件，触点都很简单，因此在运行时可以避免产生火花。我们将在下一章讨论晶体管开关操作的各个阶段。