接觸器與固態繼電器為高壓電氣系統可靠性與效率賦能

電子發燒友網報道（文/李寧遠）在自動化控制系統、汽車電氣系統中，接觸器和繼電器都是常見的基礎控制器件。要實現電氣系統可靠控制、快速開關以及低噪聲等各種目標，肯定需要應用到繼電器和接觸器技術。此前是機電式繼電器加接觸器，現在更多的是固態繼電器加接觸器。

自動開關元件繼電器從機電式到固態

在自動化控制電路中，繼電器的重要性不言而喻，是核心的控制元件之一。利用電磁原理和機電原理，繼電器中的觸點會閉合或斷開，進而驅動或控制相關電路。

以電流為輸入量的繼電器就根據電流變化而開關狀態的變化，當電流通過線圈時產生磁場，磁場會吸引極性相反的觸點，這樣觸點就會接通或斷開電路。

也有輸入量為電壓、速度、壓力的繼電器，本質上是一樣的原理，主要構成都是電磁機構和觸點，根據輸入量的變化“自動”開關。

這些傳統機電式電磁繼電器，因為觸點的存在，在不斷的機械切換過程中，其接觸點總是會出現磨損，磨損后就容易產生電弧和噪音這些問題。在現在的控制電路中，其應用已經相對受限，很多應用都會傾向于選擇固態繼電器來進行開關控制。

固態繼電器是微電子電路加上全固態電子器件如分立電子器件、電力電子功率器件組成的無觸點開關器件，可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的。

無觸點的結構讓固態繼電器較之電磁繼電器可靠性更高、響應速度更快、不易受到干擾對外干擾也更小，這些優點讓其實現了廣泛的應用。

固態繼電器通過更高的集成，可以將電源和信號傳輸集成在單一芯片中，構成完全不含移動器件的繼電器方案，可靠性很高。

尤其是固態繼電器采用半導體器件來實現開關功能后，其承載大功率大電流負載的能力提高了，在汽車、工業系統這種高壓電氣系統中，已經有很多這樣的高安全性應用。

高壓接觸器提高電氣系統安全性

接觸器是和繼電器極其類似的一類控制器件，也是電磁機構加觸點的主要構成。利用線圈流過電流產生磁場使觸頭閉合，接觸器能實現控制負載的目的。

但與繼電器不同的是，接觸器控制容量很大，能控制高功率大電流負載，起到接通、切斷電路以及保護的功能，適用于頻繁操作和遠距離控制的電路。

高壓接觸器的滅弧能力，在大功率大電流場景中是保證安全的重要手段。電弧吹滅是措施強制將電流消零的保護手段，對于一些沒有電壓和電流過零的高功率大電流回路，需要這樣消除產生的電弧，比如高壓大電流的汽車電氣平臺，高壓的發電儲能側。

對于這些高壓應用，高壓接觸器能夠比保險絲更快地響應，及時地斷開保護電路，并且還能夠在高負載下進行多次斷開。能夠快速斷開的高壓接觸器也有助于防止觸點焊接，在出現故障時為高壓系統提供第一道防線。

提高安全性自然是大功率設備首先要考慮的，高壓接觸器也展現出了極高的可靠性。在保證安全性的同時，接觸器的優化還特別注重結合高性能開關能力，盡可能將閉合所需要的電流消耗降低，達到內部耗散功率降低的目的，這也能對整個電氣系統的電源效率提升也有不少幫助。

小結

固態繼電器應用已經不局限于傳統繼電器的小功率小電流應用，已經在汽車電氣系統、工業電氣系統以及電網電氣系統等高壓系統中帶來了優異的開關控制，接觸器也在提高穩健的安全性之余，減少其耗能為系統效率做出貢獻。