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更新時間：2011-4-12 0:33:24

英文名《Bus Static Power Switches》簡稱B-SPS，由長命晶閘管模塊、光電數字觸發器、過電壓保護器構成，是“晶閘管+觸發保護電路板”和“固態繼電器+中間繼電器+接觸器”的更新換代產品；用戶無須制作電路板；徹底淘汰有觸點電器、可頻繁通/斷電、通/斷電時刻精確、全過程正弦波、無火花電弧、可靠且耐用、無故障免維修，是國家技術創新重點項目。

它“過零觸發”，在電壓過零時刻才允許被控制電流（≥5mA）觸發導通，其他時刻不被觸發，顯著減少誤觸發概率；半周波通/斷電，全過程電壓電流正弦波，無火花電弧，不會引起電火花嚴重電磁干擾。

它可直接掛上單片機、可編程序控制器PLC等，直接驅動電氣設備智能運行。它可作通/斷電開關、調功調壓、多管輪流導通擴大電流而無須均流電路等多功能、變功能，由單片機軟件設定。工程師只需設計好軟件，無需制作電路板，節省大量時間又免除分立元件故障頻繁的煩惱。

一、工作原理

總線固態開關原理電路見圖2。它有二個控制端“-、+”，分別連接在單片機的I/O口、電源正極VCC上；I/O口掛在單片機片內總線上，從而總線固態開關就掛在單片機總線上。單片機有多少個I/O口（口數可以擴展），就可以掛多少塊總線固態開關，由單片機統一指揮。它有二個功率端“1”和“23”，可把電力負載ZL與交流電力線“L1、L2”連接起來。這樣便構成“單片機-總線固態開關-電力負載”智能運行機組。多臺設備可通過多個B-SPS掛在同一個單片機上，協調運行。






　
單片機輸出一個信號給某個I/O口，其對應的B-SPS的“-”端與電源負極VSS接通，產生控制電流If≥5mA，并且在交流電壓Vac過零后依然保持5mA，見圖2；則IC觸發器導通，產生可控硅SCR門極電流Igt，最大可達到1A，足夠觸發SCR導通。一旦SCR導通，IC觸發器就自然關斷，門極觸發電流Igt降為零，盡管此時控制電流If仍然存在�？煽毓鑃CR觸發時間不超過2μS，所以觸發電流Igt需要持續的時間極短，盡管其數值達到1A；觸發功耗極小�？煽毓鑿慕涣骶�電壓過零點開始觸發導通直至電流為零而自然關斷。電力負載ZL獲得半個正弦波電流。單片機沒信號輸出，負載ZL斷電。實現了半周波通/斷電控制。

二、觸發/關斷方式

B-SPS又稱“晶閘管過零電壓混合模塊”，其內部IC保證：僅在B-SPS功率端的交流電壓Vac過零時刻，控制電流If才能觸發SCR、功率端導通；導通時刻與交流電壓過零時刻之誤差小于0.6電度，見圖2。其他時刻B-SPS不被誤觸發，抗干擾性強。B-SPS在全部工作期間，甚至在通/斷電瞬間，電壓電流都是正弦波，不引起設備異常振動和噪音，延長B-SPS工作壽命。B-SPS一旦觸發，一直要導通到：流過它的電流降低到零而自然關斷，因此不產生斷電過電壓。


　
（a）交流線電壓Vac波形。（b）控制電流If波形。（c）負載二端電壓Vzl波形。（d）負載電流Izl波形。

三、特點：

·具有長命晶閘管模塊的優點，國際領先。

·采用高級DBC底板，耐用性指標承受冷熱循環次數達標準的10倍，避免快速熱老化擊穿。

·內含瞬態衰減器，可承受4KV脈沖群、浪涌過電壓，避免快速電老化擊穿。浪涌和脈沖群抗擾度4級，適用“嚴酷”的工業環境，不干擾別的電腦，也不受外來電磁干擾。

·控制電路與主電路之間的隔離電壓7KV。

1、通常固態繼電器電流小，需要通過繼電器、接觸器驅動電氣設備。接觸器通/斷電動作遲緩且有火花電弧，故障多壽命短。總線固態開關電流大，可直接驅動電氣設備，省掉中間繼電器和接觸器，通/斷電無火花電弧、達到快速、精確、頻繁，無故障免維修、壽命長。這是任何有觸點接觸器望塵莫及的。

2、通常固態繼電器所用的晶閘管的峰值電壓僅1200V甚至800V，靠壓敏電阻嵌位。而壓敏電阻頻繁擊穿嵌位將加速劣化失效；又沒有抗脈沖群過電壓的能力，可靠性難以達到3級、耐用性也差。而總線固態開關所用的晶閘管的峰值電壓為1600V，模塊內又有專門的過電壓保護電路，可把浪涌過電壓箝位在1250V以下，高溫時也不超過1600V。福建省中心檢驗所檢測：抗浪涌電壓達到（IEC61000-4-5:1995的）4級，抗電快速脈沖群干擾度達到（IEC(IEC61000-4-4:1995的)4級，適用“嚴酷的工業環境”。

3、國內外絕大多數固態繼電器采用“厚銅底板”，是第一代產品，耐用性指標低�？偩�固態開關采用“高級DBC底板”，國外封裝，耐用性指標“承受冷熱循環次數”比標準（IEC TC47或JB/T7826.1-1995）提高10倍，無故障工作壽命、可靠性達到世界最先進水平。

4、用戶無需設計制作、調試檢修觸發保護電路板，加上單片機就能用；可隨意進行積木式組裝分散分布，力爭采用自然散熱，省掉風扇及其保護電路，消除通風故障又縮小了體積。電流大、散熱板面積小，仍須加風扇及通風故障保護電路。

四、使用方法

·建議外加瞬態衰減器，連接在1、2和2、3之間，每2～3年更新1次。

·它取代“2個晶閘管+瞬態過電壓保護電路+觸發電路+光電隔離+信號放大電路+繼電器+接觸器”，可作“無觸點交流開關”，不受電磁干擾也不干擾其他微電腦、無火花無電弧，可用于易燃易爆場所，可滿足頻繁、快速、準確通/斷電的要求，無故障工作壽命較接觸器提高20～100倍，正確使用一輩子不壞。

·直接掛上單片機，直接驅動電氣設備智能運行；接入/切出電阻、電容、電感；調節運行參數（溫濕度、壓力、負荷、電流、電壓、功率、功率因數）等，精度達到半周波10mS。






　
·對于三相負載，可用三個總線固態開關把電氣設備連接到單片機上，如下圖所示。

·總線固態開關的額定電流是指交流電流有效值。特別強調，晶閘管不允許過載，1秒鐘也不行！總線固態開關的額定電流應為負載額定電流的2～3倍。一般而言，負載是電阻取2倍以上，其他3倍以上，電動機還要考慮啟動電流倍數。

·外加過電流保護電路可以在電流超限時立即停止觸發信號。但這也無法阻止可控硅繼續導通至零電流為止，此種保護不完全。模塊的過電流和短路保護用快速熔斷器最可靠。下圖是3相B-SPS驅動電路。

五、安裝要點：

1、模塊底板與散熱器之間的接觸面一定要平整、光滑、清潔；如有毛刺、沙礫，可能刺傷底板造成電擊穿。二接觸面之間應墊上本公司的絕緣導熱墊片（一次性使用）；再用螺釘擰緊，太松散熱差。

2、外接導線的端頭應焊接銅鼻，通過銅鼻與模塊功率端用螺釘連接；接觸面之間涂導電膏，可顯著增大導電接觸面，避免接頭過熱。銅鼻最好鍍銀，連接孔Ф5～6為好�！　�

3、安裝尺寸見左上圖(100～360A)：



　
六、產品型號



七、產品規格和技術數據

　　額定電壓為400 VAC，不超過460 VAC。若瞬間交流電壓超過460 VAC，過電壓保護電路自動啟動。福建省中心檢驗所檢測：抗4KV浪涌電壓。模塊內部電路與底板之間絕緣電壓為3000VAC。主要規格性能數據：



　

型號
額定電流Irms，A
浪涌電流Itsm，A
控制電壓，V
控制電阻R

Ω
控制電流

典型值mA

典型值
最大值

MTX100-16CM-B05
　

100
　

520
05
12
(390)330
(5.1)6

　　　　　 -B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

　　　　　 -B24
24
1000
3.9K
5.4

MTX160-16CM-B05
　

160
　

1150
05
12
390
5.1

　　　　　 -B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

　　　　　 -B24
24
1000
3.9K
5.4

MTX200-16CM-B05
　

200
　

1500
05
12
390
5.1

　　　　　 -B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

　　　　　 -B24
24
1000
3.9K
5.4

MTX260-16CM-B05
　 260
　 2150
05
12
390
5.1

-B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

-B24
24
1000
3.9K
5.4

MTX300-16CM-B05
　 300
　 2200
05
12
390
5.1

-B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

-B24
24
1000
3.9K
5.4





　　　注：（1）控制端加上的直流電壓應低于“最大值”。專家建議：控制電壓采用“典型值”，則電流為表列值。控制電流最好為5～10mA，允許值為5～60 mA。BSPS有3種直流控制電壓5、10、24VDC，任選；也可自定，但是控制電流應≥5mA為好。
（2）交流電路中，模塊內部RC過電壓保護電路有電流流過。但是這電流不是可控硅的關態電流。在直流電路中，RC沒有電流流過；模塊的關態電流才是可控硅的關態電流，僅0.1mA。只有標準的1/200。