什么是Switch?有哪些不同类型的开关?

在本教程中,我们将学习什么是交换机,什么是不同类型的交换机,机械开关,电子交换机,它们的符号以及关于开关的更多事物。亚博彩票下载

什么是Switch?

开关是一种用来中断电路中电流流动的装置。简单地说,一个开关可以制造或断开电路。每个电气和电子应用程序使用至少一个开关来执亚博最新官网网址行设备的ON和OFF操作。

因此,交换机是控制系统的一部分,没有它,无法实现控制操作。开关可以执行两个功能,即完全打开(通过闭合其触点)或完全关闭(通过打开其触点)。

当开关的触点闭合时,开关为电流流动创造了一个闭合的路径,因此负载消耗了来自电源的功率。当开关触点断开时,如图所示,负载不会消耗任何电力。

开关的基本操作

交换机的另一个重要功能是将电流中的电流流转移到电路中。考虑以下电路。当开关位于位置A时,灯1亮起,而虽然它位于B位置B,则灯2亮起。

交换机有许多应用,在各种各样的领域中发现,如房屋,汽车,工业,军事,航空航天等。在家庭和办公应用中,我们使用简单的摇臂开关打开和关闭电器,如灯,计算机,风扇等。在某些应用中,采用多路切换(如建筑接线),其中两个或更多个开关连接到控制例如,来自多个位置的电负载,例如双向开关。

开关的特征

在继续进一步并查看不同类型的交换机之前,让我们在交换机的特性上看到一些重要点。

  • 交换机的两个重要特征是其杆和抛出。杆表示触点,并且投射表示接触与接触连接。杆和抛出的数量用于描述一个开关。
  • 一些标准的杆数和投掷是单(1杆或1投)和双(2杆或2开关)。
  • 如果极点或抛出的数量大于2,则通常直接使用该数量。例如,三极六个投掷开关通常表示为3p6t。
  • 开关的另一个重要特征是它的动作,即,它是瞬时动作还是锁存动作。瞬时开关(比如按钮)用于进行瞬时接触(短暂的时间或按下按钮的时间)。
  • 手上的锁定开关,保持联系,直到它被迫进入另一个位置。

类型的开关

基本上,交换机可以是两种类型。他们是:

  • 机械
  • 电子的

机械开关是物理开关,必须通过移动、按压、释放或触摸触点来物理激活。

另一方面,电子开关不需要任何物理接触以控制电路。这些由半导体动作激活。

机械开关

机械开关可以基于诸如致动方法(手动,限制和工艺开关),触点数(单触点和多触点开关),极数和投掷数量(SPST,DPDT,SPDT,等),基于状态(瞬时和锁定的开关)等,操作和施工(按钮,拨动,旋转,操纵杆等)。

按功能配置交换机

根据杆数和投掷数,开关分为以下几种类型。极点表示可以被切换的单个电源电路的数量。大多数开关设计为一极、二极或三极,并被指定为单极、双极和三极。

抛出的次数表示电流通过开关所能达到的状态数。大多数开关设计为一掷或两掷,即单掷和双掷开关。

单杆单掷开关(SPST)

单极单掷开关符号和图像

单杆单掷切换例

  • 这是由一个输入触点和一个输出触点组成的基本开关。
  • 它开关一个单一的电路,它可以使(ON)或断开(OFF)负载。
  • SPST的触点可以是常开或通常闭合的配置。

单刀双掷开关(SPDT)

单杆双投掷开关符号和图像

单刀双投开关示例

  • 该开关有三个端子:一个是输入触点,另外两个是输出触点。
  • 这意味着它包含两个ON位置和一个OFF位置。
  • 在大多数电路中,这些开关被用作转换,在两个选择的输出之间连接输入。
  • 默认连接到输入的触点被称为常闭接触和触点,在操作期间将连接到常开触点。

双刀单掷开关(DPST)

双刀单掷开关符号及形象

双刀单掷开关示例

  • 该开关由四个端子组成:两个输入触点和两个输出触点。
  • 它表现得像两个单独的SPST配置,同时操作。
  • 它只有一个ON位置,但它可以同时驱动两个触点,这样每个输入触点将连接到其相应的输出触点。
  • 在断开位置时,两个开关都处于断开状态。
  • 这种类型的交换机用于一次控制两个不同的电路。
  • 此外,此开关的触点可以是常开或常闭配置。

双极双掷开关(DPDT)

双极双掷开关符号和图像

双极双掷切换器示例

  • 这是一个双ON/OFF开关,由两个ON位置组成。
  • 它有六个终端,两个是输入触点,并且剩下的四个是输出触点。
  • 它的行为就像两个独立的SPDT配置,同时操作。
  • 两个输入触点在一个位置连接到一组输出触点,在另一个位置,输入触点连接到另一组输出触点。

按钮切换

按按钮符号和图像

  • 它是一个瞬时接触开关,只要施加压力,就可以进行或打破连接(或按下按钮时)。
  • 通常,该压力由某人手指按压的按钮提供。
  • 此按钮返回其正常位置,一旦压力被移除。
  • 内部弹簧机构操作这两个状态(按下和释放)按钮。
  • 它由定触点和动触点组成,定触点与待切换电路串联,动触点与按钮相连。
  • 按钮主要分为常开,常闭和双作用按钮,如上图所示。
  • 双作用按钮通常用于控制两个电路。

拨动开关

拨动开关

  • 通过机械手柄,杠杆或摇摆机构手动致动(或向上或向上推动拨动开关。这些通常用作光控制开关。
  • 这些开关中的大部分都配有两个或更多个杠杆位置,该位置位于SPDT,SPST,DPST和DPDT开关的版本中。这些用于切换高电流(高达10 A),也可用于切换小电流。
  • 这些可在不同的评级,大小和风格,并用于不同类型的应用。ON条件可以是它们的任何水平位置,但是,按照约定向下是关闭或ON位置。

限位开关

限制开关符号和图像

  • 限位开关的控制方案如上图所示,其中呈现了四种限位开关。
  • 有些开关是由有物体或无物体或由机器的运动来操作,而不是由人类的手操作。这些开关称为极限开关。
  • 这些开关由由物体驱动的防臂式臂组成。当该保险杠臂被致动时,它导致开关触点改变位置。

浮动开关

浮动开关标志

  • 浮球开关主要用于根据水箱或水池中的液体或水来控制直流和交流电机泵。
  • 当浮子(或浮动物体)基于罐中的水位向下或向上移动时,该开关运行。
  • 杆或链组件的这种浮动运动和配重的导致打开或关闭电触点。另一种形式的浮动开关是汞灯泡型开关,其不包括任何浮杆或链装置。
  • 该灯泡包括汞触点,使得当液位上升或下降时,接触状态也会发生变化。
  • 球浮动开关符号显示在上图中。这些浮动开关通常可以是打开或常闭的类型。

流量开关

流量开关符号

  • 这些主要用于检测液体或空气流经管道或管道的运动。空气流量开关(或微开关)是由一个快速动作构造。
  • 这个微型开关连接在一个金属臂上。在这个金属臂上连接一个薄的塑料或金属片。
  • 当大量空气通过金属或塑料片时,会引起金属臂的运动,从而操作开关的触点。
  • 液体流量开关设计有一个插在管道中液体流动的叶片。当液体流过管道时,施加在桨叶上的力改变了触点的位置。
  • 上图显示了用于空气流动和液体流动的开关符号。开关上的标志表示感应液体流动或运动的桨。
  • 这些开关再次为常开或常闭型配置。

压力开关

  • 这些开关通常用于工业应用中,以感测液压系统和气动装置的压力。
  • 取决于要测量的压力范围,这些压力开关分为隔膜操作压力开关,金属轰击型压力开关和活塞式压力开关。
  • 在所有这些类型中,压力检测元件操作一组触点(可以是双极或单极触点)。
  • 这个开关符号由一个连接到一条线的半圆组成,其中平坦的部分表示一个膜片。这些开关可以是常开或常闭类型配置。

温度开关

温度开关符号

  • 最常见的热敏元件是对热膨胀原理操作的双金属条带。
  • 双金属条由两种不同的金属(热膨胀率不同)制成,并相互结合。
  • 当温度导致条带弯曲或包裹时,操作开关触点。操作温度开关的另一种方法是使用汞玻璃管。
  • 当灯泡被加热时,管内的水银会膨胀,然后产生压力来操作触点。

操纵杆交换机

操纵杆开关符号

  • 操纵杆交换机是手动驱动的控制设备,主要用于便携式控制设备。
  • 它由一个能在多个运动轴上自由移动的杠杆组成。
  • 根据所推杠杆的运动,一个或多个开关触点被触发。
  • 这是理想的适用于降低,提高和触发向左和向右运动。
  • 这些用于建筑机械,电缆控制和起重机。操纵杆的符号如下所示。

旋转开关

旋转开关符号

  • 这些用于将一行连接到许多行之一。
  • 这些开关的例子有电力计量设备中的量程选择器、通信设备中的信道选择器和多频带无线电中的频带选择器。
  • 它由一个或多个移动触点(旋钮)和多个固定触点组成。
  • 这些开关具有不同的触点布置,例如单极12路,3极4路,2极6路和4极3路。

电子开关

电子开关通常被称为固态开关,因为没有物理的移动部件,因此没有物理接触。大多数电器由半导体开关控制,如电机驱动器和暖通空调设备。

当今消费者,工业和汽车市场提供不同类型的固态交换机,具有不同的尺寸和评级。这些固态开关中的一些包括晶体管,SCR,MOSFET,TRIACS和IGBT。

双极晶体管

晶体管要么允许电流通过,要么像正常开关的工作方式那样阻止电流通过。

在开关电路中,晶体管以截止模式操作,用于关闭或电流阻塞条件和饱和模式。晶体管的有源区域不用于切换应用。

BJT作为开关NPN和PNP

当提供足够的基极电流时,NPN和PNP晶体管都工作或接通。当一个小电流流过由驱动电路(连接在基极和发射极之间)提供的基极端时,就会使晶体管打开集电极-发射极通路。

当底电流被移除并且基极电压降低到轻微的负值时,它被关闭。即使它利用小碱基电流,它也能够通过收集器发射器路径承载要高的电流。

电力二极管

二极管可以在其高和低状态阻抗状态之间进行切换操作。像硅和锗这样的半导体材料被用来制造二极管。

通常,电力二极管使用硅构造以便在更高的电流和更高的结温处操作装置。这些通过将P和N型半导体材料连接在一起来形成PN结来构建。它有两个端子即阳极和阴极。

当阳极相对于阴极进行正面并通过施加大于阈值水平的电压,PN结正向偏置并开始导通(如在开关上)。当阴极端子相对于阳极进行正面时,PN结反向偏置,其阻挡电流(如异物开关)。

场效应晶体管

也许最受欢迎和最常用的半导体开关装置是MOSFET。金属氧化物半导体场效应晶体管(场效应晶体管)是一种单极高频开关器件。它是电力电子应用中最常用的开关器件。它有三个端子,即漏极(输出)、源极(共)和门极(输入)。

它是一个电压控制的装置,即,通过控制输入(栅极到源极限)电压,控制漏极和源之间的电阻,这进一步确定了设备的开启和关闭状态。

mosfet符号n沟道和p沟道

MOSFET可以是P沟道或N沟道器件。通过施加正v来调谐N沟道MOSFETGS关于来源(规定了vGS应大于阈值电压)。

p沟道MOSFET的工作方式与n沟道MOSFET相似,但它使用的电压极性相反。两个VGS和V.DD对于p沟道MOSFET的开关源为负。

IGBT.

IGBT(绝缘栅双极晶体管)组合了双极连接功率晶体管和功率MOSFET的若干优点。与MOSFET一样,它是一个电压控制的装置,并且在状态电压下降(小于MOSFET和更靠近功率晶体管的电压控制装置)。

它是三个终端半导体高速开关装置。这些终端是发射器,收集器和栅极。

与MOSFET类似,IGBT可以通过在栅极和发射极之间施加一个正电压(大于阈值电压)来开启。通过将栅极-发射极的电压降至零可以关闭IGBT。在大多数情况下,需要负电压来降低关断损耗,安全地关断IGBT。

克拉

可控硅整流器(克拉)是功率控制应用中应用最广泛的高速开关器件之一。它是一个作为二极管的单向器件,由阳极、阴极和栅极三个端子组成。

通过控制阳极和阴极端子的栅极输入和偏置条件来打开和关闭SCR。SCR由四层交替P和N层组成,使得每个层的边界形成结J1,J2和J3。

SCR符号和IC

三条第三圈子

三条第三圈子(或者Tri.颂歌AC.)开关是双向交换装置,其是与一个栅极终端的两个回来的等效电路。

其在电压波形的正和负峰值中控制交流电源的能力通常使这些器件用于电动机速度控制器,轻型调光器,压力控制系统,电机驱动器和其他AC控制设备。

双向开关二极管

一种双向开关二极管(或者颂歌AC.Switch)是双向开关器件,由两个端子组成,由于是双向器件,所以不命名为正极和阴极,即无论终端标识是什么,DIAC都可以在任意方向工作。这表明DIAC可以在任何方向上使用。

DIAC符号

当电压被施加到DIAC上时,除非所施加的电压小于导通电压,否则它要么工作在正向阻断或反向阻断模式。一旦电压超过击穿电压,就会发生雪崩击穿,设备开始导电。

门关断晶闸管

一个矩形脉冲断开(闸管关闭)是一种双极半导体开关器件。它有三个端子:阳极、阴极和栅极。顾名思义,这种开关设备能够通过门终端关闭OFF。

通过施加小的正栅电流来打开GTO,该电流触发导电模式。它可以通过负脉冲关闭到门。GTO符号由门终端上的双箭头组成,该栅极终端上表示通过门终端的电流的双向流。

门关闭晶体管符号

结论

交换机的简单教程,不同类型的开关,开关,机械开关,电子开关,所有开关的电路符号以及用于重要开关的示例电路(或连接)。

12回应

  1. 我有个问题。

    在我的拖车中,照明簇包含卤素斑点和多个LED。投掷开关有一个开启和一个OFF位置,但它通过其循环有三个:1)卤素,2)LED,3)卤素加LED。

    这种转变是如何概念化的?骑车行为可以改变吗?

  2. 先生,你讨论了最重要的话题,你神奇亚博彩票下载的话语给我留下了深刻的印象。因为你总是提供最有力的信息。
    非常感谢

  3. 尊敬的先生,请告诉我们交换机的工作以及它如何与电线连接...亚博彩票下载...大多数学生不会被吓坏,并对电力造成危险,然后他会震惊,然后告诉我们它是如何连接的......

  4. 嗨,虽然文章写得很好。缺少一种罕见但非常非常重要的机械开关类型。3位置切换开关,但一个非常不寻常的开关架构。
    所描述的开关称为DPDT(开盘)开关。我真的很想看到这里描述的是绝大多数我们没有CLUE内部切换有效,几乎没有解释在网上和我的生活中,我只是找不到an official symbol (representation for such a switch. So I could create one myself for using with PCB creation software (I.E. Diptrace etc etc) Thank you

  5. 我正在寻找任何能以每分钟60次或更多的周期自动开启/关闭的电子开关(周期越大越好)。

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