在智能控制器产品中，我们通常会用到功率继电器这一重要的器件，下面为大家简单分享下自己在功率继电器选型和应用时踩过的一些坑.
继电器构造及原理
继电器工作原理如上图所示，通过在驱动线圈部分输入控制信号，转换为磁场，控制弹片的开合；
目前实际的应用场景是：通过GPIO端口控制H/L，在线圈部分加载5VDC电压实现对输出测AC通道的开关控制，实现弱电控强电；
对继电器需额外注意以下两个方面：
1：驱动线圈和弹片的安规隔离认证的要求
2：继电器负载耐久性认证问题
在智能控制器产品认证过程中，如果发现继电器UL认证证书不满足产品的宣称，则需增加随机认证（时间长，两年维护一次，且有fail的风险），否者需要重新选型，体积布局变化又需要重新设计，影响产品的开发进度；
如下是根据以往设计的经验，总结整理的继电器选型时应该重点考虑的参数，总表参照如下，后页对每个参数做详细介绍：
下面讲解以上表格中的关键参数：
1：继电器类型
磁保持继电器：线圈被激励时触点动作，去掉激励后，触点仍然保持该状态，要使触点恢复原状，需要给单线圈型继电器施加反向激励，或者给双线圈型的复位线圈施加激励.
单稳态继电器：线圈被激励时触点动作，去掉激励后，触点恢复原状.所以我们通常称之为非磁保持继电器
极化继电器：触点状态的转换取决于线圈端激励电压极性，与单稳态继电器差别是动铁材质，单稳态为铁，极化继电器为永磁，需要符合激励极性才动作；
注：一般根据客户的要求及成本考量，磁保持相对贵，但是只需要一次触发≈100ms，可以节约长期功耗需求；
在磁保持继电器应用中，初始化时需要对继电器进行复位操作，进入OFF态，防止断电后由于设备未拔电造成危险动作，如电钻、锯子等
在灯具的控制应用中需要初始态为ON，参照于智能灯具设置初始态均为100%亮度，应对客户新灯具上电即为亮状态，客户体验考虑；此逻辑与上相悖，且易造成停电又来电后设备一直在耗电，但这是目前市场常规做法……
交流继电器的选型（二）2.6触点的保护电路
除了上面详述的过零电路外还可以增加如上电路来保护触点，主要针对感性负载；但目前市场上应用较少，针对感性容性负载需要不同的改善措施，增加的设计成本较多；
目前行业内还是通过选型定义对应规格的继电器通过依靠触点材料硬抗的方式保证产品的性能要求.
继电器选型建议
小电流阻性负载5A及以下可选用AgNi材质触点类继电器
大电流阻性负载5A以上可选用AgCdO材质触点类继电器，若有环保要求可用AgSnO2材质触点类继电器
浪涌型负载需用AgSnO2材质触点类继电器，且尽量选用有TV类及ballast类负载认证的继电器
直流负载需选用触点间距较大的继电器
3.线圈要求
单线圈驱动
双线圈驱动
单线圈实际应用电路
Q2、Q3为外接MCU驱动信号，D1、D2为尖峰箝位保护
在单电压供电情况下，单线圈磁保持设计相对复杂，需要较多外围电路；
非磁保持驱动简单，去掉驱动信号即恢复初始状态
3.1：线圈电压:
驱动电压一定要大于动作电压
驱动电压需小于线圈的最大电压（通常最大电压为额定电压的2倍）
1：同型号继电器具有一系列的电压驱动型号，原则上是根据系统供电选择对应型号；如系统只需求3.3V*100mA，优选5V的继电器型号，选择其他电压时转3.3V损耗大且元件成本大；
2：同系列继电器单线圈驱动电流为双线圈的一半（双线圈驱动简单，驱动电流大一倍）；
逻辑上在相同体积时单线圈绕了双倍的匝数减少驱动电流（降低额定功耗），从这个角度上看成本上是一致的；
4.继电器性能参数
4.1继电器接触电阻
标称值为20mΩ，对应额定负载16A时的损耗P=16^2*20=5.1W，实测4个样品接触阻抗最大约为R=1.5mV/1A=1.5mΩ，标称值为实际值13倍之多；
不能对部品起到有约束管控作用，抑或供应商提供最差样品实测，基于最差样品实测判定温升是否可以使用；
基于接触阻抗的存在，在继电器引脚附近最好增加热敏电阻，检测触点温度，以防触点老化后接触阻抗增加导致异常温升……
一个极为精简的交流过零检测电路过零检测电路种类繁多，通常会利用运算放大器，三极管或者光耦等组成电路分别实现交流电的过零检测。
上述这几种检测电路，网上资料比较多，就不再一一详述了。
下面为大家分享一个相比而言，一个极为精简的交流过零检测电路。
原理简图：
仿真波形：
工作原理：
正半周：电流经R1，D1，R2形成回路，当交流电幅值小于V2电压（5.7V）时，ZCD输出低电平，当交流电幅值高于5.7V时，ZCD处电压被嵌位.
负半轴：过零电路无回路，ZCD输出一直为低电平.
电路优点：极为精简，只需增加两个2极管和分压电阻.
缺点：上升沿和下降沿斜率较小.
需注意：R1,R2的在ZCD处的分压必须大于V2电压（5V），且分压比例决定了上升沿和下降沿的斜率.
将R2更改为50K，ZCD处分压变大，斜率变大：
实际应用：
只需要增加D1,D2两个二极管，和几个分压电阻，即可实现交流的过零检测；V2的电压源可以是ACDC或者DCDC的输出……
双向可控硅的应用介绍（一）一.可控硅的基本介绍
1.1名称：
可以控制的硅器件，又称晶闸管、闸流晶体管，英文名THYRISTOR
1.2分类：
A、单向可控硅SCR(SiliconControlledRectifier）
（可以控制阳极到阴极一个方向导通）
B、双向可控硅TRIAC（Bi-directionalthyristor）
（可以控制阳极与阴极之间两个方向都能导通）
C、快速可控硅FST(Fastswitchingthyristor)
（导通速度比较快的可控硅（400Hz））
D、可关断可控硅GTO(GateTurn-offthyristor)
（既可以控制导通，又可以控制关断）
1.3常用的封装：
注意：
1.可控硅有绝缘和非绝缘的，如果外漏散热片可能会被人体接触，则需使用绝缘的.
2.可控的脚位和我们使用的MOS脚位是不同的，layout时需要注意.
1.4可控硅的极性
注意：
对于可控硅而言，T1和T2不同供应商可能会标识不同.
记忆方法：T1与G极同方向，判断相位时电流流向T1为正.
二.TRIACS的优缺点介绍
TRIAC是最便宜的交流静态开关方案
TRIAC与传统的继电器相比较有以下优点：
※没有可活动的部件
▶提高寿命及可靠性
▶抗震动和摆动能力强
▶无触点震动
▶无机械噪声
※更容易用电子电路驱动à脉冲触发à达到节能的效果
需要注意的地方：
▶功率损耗：Triacs在实际工作时，导通时存在动态阻抗，消耗能量，温升难处理
▶因控制端和主回路端没有隔离，所以在使用时可能会用可控硅光耦或者固态继电器做隔离.
三.TRIACS的工作状态及关键参数
3.1OFF状态
VDRM：加在可控硅两端的正向重复峰值电压（重复周期：10ms或8.3ms)
VRRM：加在可控硅两端的反向重复峰值电压（重复周期：10ms或8.3ms)
VDSM/VRSM：加在可控硅两端的正向/反向非重复峰值电压
VGD：门极不触发电压.
dv/dt的限制：元件的寄生电容提供了IGT的路径.
dv/dt：实际的dv/dt超出规格书标称的静态dv/dt，会出现误导通.对于元件本身是没有危险的
3象限的triacs具有非常高的dv/dt.
IGT越小，dv/dt能力越弱.
dv/dt是负温度系数的，温度越高，抗噪性越差.
如何抑制静态dv/dt？
1.增加RC缓冲电路
注意：RC阻值不合理会导致漏电流过大，造成关闭调光器后，存在闪灯的情况……
双向可控硅的应用介绍（二）3.2turn-on状态
工作在Q1和Q4象限
注意：相比其他象限，Q4的Igt比较高，di/dt能力较弱
工作在Q2和Q3象限
工作在Q1和Q3象限
IGT：能够使可控硅导通的最低触发电流
VGT：能够使可控硅导通的最低触发电压
注意：IGT为负温度系数，建议设计值为规格书标称值的3倍.
Rg电阻的选择：
di/dt实测波形(di/dt超出规格会导致triac损坏)
波形展开：
IL：擎住电流：当主回路电流大到去除触发电流后可以照常触发导通时的电流.（负温度系数）……
更多精彩内容，尽在电子星球APP（）
七篇储能技术文章，让你进阶新高度
六篇技术文章，让你秒懂电容的脾气秉性
储能，新能源的后浪已至
五篇文章帮你开启DSP的学习思路
汇总篇：关于PID知识，重点在此
