电流开关传感器接感性负载时应注意的问题

发布于： 2022-09-18 23:01

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电流开关传感器接感性负载时应注意事项

现在越来越多的工业场合使用电流开关量传感器了，对于交流开关传感器而言，一般是采用无源自供电技术的，因而使得里面的电感线圈就具有多重作用，一是给电子电路提供工作电源，二是起到电流阀值采样作用。由于不从外面接入工作电源，所以输出的开关管必须使用微功率驱动的MOS管或双向晶闸管等晶体管，而不能采用线圈式的继电器作为开关量输出。

使用晶体管作为开关输出，和继电器作为开关量输出，它们的不同之处是，晶体管开关是没机械触点的，俗称电子开关；它在开合的过程中，不会产品开合火花，反应速度也比继电器要快速得多，而且没开合次数限制，使用寿命长。

使用晶体管作为开关输出，和机械触点还有另一个不同点就是，机械触点可以任意接交流电或直流电，而晶体管的电子开关则不然，如果是用双向晶闸管作为开关管的，根据它的特性，只能通过交流电流（只能接交流电），而不能接直流电。双向晶闸管一经触发导通后，只有当两端的电压低至某一点（例如1.2V或以下）时才会断开，否则就一直维持导通状态。如果是用MOS管作为开关输出，则需要用一对性能相同的MOS管对串接，此类电子开关既可以接交流电也可以接直流电，如下图-01所示，当接的是直流电时，假设电源的正极从K1处接入，从K2处接出，则是K1正 K2负。当C点没驱动信号时，Q1、Q2均为截止状态，若电源的正极从K1处接入，则电源不能流过Q1，若电源的正极从K2处接入，则电源不能流过Q2 ；即使接上的是交流电，也同样如此原理。

使用晶体管作为开关量输出，也有它不可避免的短板。相对于机械触点而言，一是内阻比较大，一般为5欧姆左右；耐压值相较于机械触点而言，也是偏低的，一般为600V _P-P峰－峰值。当然，MOS管的耐压达到1.5KV或以上的也有很多，但对于体积比较小的传感器而言，比如国泰蓝牌的A36K-OA及GTL30NO，体积47*65*25mm，这么小的体积里面还有主要部件电感线圈，能装入到电路板里的MOS管的可选性就少了很多。机械触点的电阻一般为20mΩ，开关两端的耐压值一般也在2.5KV以上，这是晶体管开关所不能比拟的。但应用继电器的话，也有体积的限制以及线圈工作电压和线圈电流的限制，要通过电感线圈感应出来的那点电源能量，既要实现阀值采样及电路板工作电源，还要供应继电器线圈工作电源，小体积小电流的传感器显然不符合要求。

国泰蓝牌的开关管采用耐压650V _P-P的晶体管。

众所周知，电感线圈通电后断开电源，线圈会产生一个反向电动势——它的所产生的电压可以是原电源的一倍以上甚至三十几倍（当然这和它的功率有关，一般的继电器或接触器都不用担心这个），一般的继电器或接触点器的工作线圈，在断电的瞬间，都会感应出一个一倍的反向电动势，如图-02所示的电路中，当K1、K2断开时，电感线圈L1便会产生一个反向的电动势 —— 即电流（电压）方向与原电源方向相反的电动势。如图-02的电感线圈L1的B1→A1示，B1→A1处的电势方向与A→B的方向相同（A、A1为正，B1、B为负）时，便相当于有二倍于电源的电压加载在K1、K2两端，