如何使用固態繼電器驅動恒溫器
發布時間:2021-07-12 來源:Miro Oljaca and Tattiana Davenport 責任編輯:wenwei
【導讀】如果您在我之前的博文“哢嚓!劈啪!您的恒溫器出現什麼故障?”中讀到一個恒溫器和一個暖通空調(HVAC)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)如(ru)何(he)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)話(hua),您(nin)會(hui)了(le)解(jie)到(dao)恒(heng)溫(wen)器(qi)如(ru)何(he)控(kong)製(zhi)暖(nuan)通(tong)空(kong)調(tiao)負(fu)荷(he)。但(dan)是(shi),恒(heng)溫(wen)器(qi)在(zai)何(he)處(chu)獲(huo)得(de)操(cao)作(zuo)電(dian)源(yuan),以(yi)及(ji)您(nin)如(ru)何(he)讓(rang)它(ta)變(bian)得(de)更(geng)有(you)效(xiao)率(lv)呢(ne)?
有兩種電源可供恒溫器使用:電池和24VAC電(dian)源(yuan)。恒(heng)溫(wen)器(qi)需(xu)要(yao)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)不(bu)中(zhong)斷(duan)運(yun)行(xing)。非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)點(dian)是(shi),這(zhe)些(xie)電(dian)池(chi)所(suo)消(xiao)耗(hao)的(de)能(neng)量(liang)盡(jin)可(ke)能(neng)低(di),但(dan)即(ji)使(shi)您(nin)將(jiang)耗(hao)電(dian)量(liang)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di),用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)起(qi)來(lai)仍(reng)感(gan)不(bu)便(bian),因(yin)為(wei)電(dian)池(chi)需(xu)要(yao)不(bu)時(shi)更(geng)換(huan)。為(wei)了(le)降(jiang)低(di)更(geng)換(huan)頻(pin)率(lv),您(nin)可(ke)使(shi)用(yong)24 VAC電源。當係統中C線不可用時,圖1所示的橋式整流器可通過負荷將交流(AC)電壓轉換成一個直流(DC)電壓。

圖1:帶暖通空調負荷的單恒溫器信號中繼連接
暖通空調負荷(壓縮機、風扇、氣體閥等)關斷期間,信號繼電器的觸點斷開。當觸點打開時,整流橋的端子看到HVAC變壓器的電壓為24VAC,並將交流電源轉為直流電源,如先前所述。由此得到的直流電壓被用於驅動恒溫器或子電路。
暖通空調負荷導通期間,信號繼電器的觸點閉合。當觸點關閉時,跨過整流橋端子的電壓降到零。這樣無需將24VAC用yong作zuo電dian源yuan,因yin此ci恒heng溫wen器qi的de電dian池chi電dian源yuan必bi須xu控kong製zhi電dian路lu。操cao作zuo機ji電dian繼ji電dian器qi所suo需xu電dian流liu的de範fan圍wei從cong幾ji十shi到dao幾ji百bai毫hao安an不bu等deng,它ta可ke對dui電dian池chi壽shou命ming產chan生sheng顯xian著zhu影ying響xiang。
ruguoyouzhongfangfawuxuyaoshiyonghengwenqidedianchijikequdongjidianqi,qingkuangjianghuizenyang?dianchishouminghuizengjia,genghuanpinlvjiangjinyibujiangdi。yizhongfangfashizainuantongkongtiaofuhedaotongqijian(信號繼電器觸點閉合),短(duan)暫(zan)打(da)開(kai)繼(ji)電(dian)器(qi)並(bing)為(wei)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)充(chong)電(dian)。相(xiang)比(bi)功(gong)率(lv)繼(ji)電(dian)器(qi)的(de)關(guan)斷(duan)時(shi)間(jian),充(chong)電(dian)期(qi)間(jian)所(suo)需(xu)時(shi)間(jian)需(xu)要(yao)非(fei)常(chang)短(duan),這(zhe)樣(yang)可(ke)激(ji)勵(li)功(gong)率(lv)繼(ji)電(dian)器(qi)及(ji)其(qi)相(xiang)應(ying)負(fu)荷(he)。不(bu)幸(xing)的(de)是(shi),機(ji)電(dian)(信號)繼電器由於其開關速度限製不太可能實現這一目標。觸點移至期望位置花費的時間處在毫秒範圍內,並將中斷HVAC負荷運轉。
幸運的是,有種裝置能夠實現合適的開關速度:固態繼電器(SSR)。 SSR為使用晶閘管或功率晶體管執行開/關控製的基於半導體的中繼器。
這個再充電方法需要一個具有雙MOSFET結構的SSR,因為它在必要時可關閉基於MOSFET的SSR。此外,每個MOSFET的體二極管可協助24VAC的整流。結合兩個附加二極管的 MOSFET體二極管建立一個全波整流橋,如圖2所示。

圖2:一個HVAC係統中SSR的電源
圖3所示為對應於圖2zhongyansebianmaerjiguansuodedezhengliuboxing。zaizhengliuqiaodeshuchulianjieyigedaxiaoheshidedianrongqikexiaochuzuizhongboxingdedianyawenbo。ranhou,ninkejiangkongzhixitongdezhiliudianyajiangdaoqiwangdianya。

圖3:全波整流波形
使用SSR可讓HVAC係統充分為恒溫器供電,降低了電池的功率使用率。SSR關閉時,HV1和HV2管線將看到全24VAC電壓,並在整流橋的輸出提供一個恒定33VDC電壓。SSR接通時,它仍可能通過短時開/關狀態進行循環,從而再次為供電電容器充電。這一設計可大大降低恒溫器電池的能量要求,進而降低電池更換頻率。
想了解恒溫器終端設備中SSR的組件選擇過程嗎?敬請關注另一篇博文,其中,我將概述一個低成本的SSR設計。
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