什么是 SWITCH ？開(kāi)關(guān)僅是用于打開(kāi)和關(guān)閉設(shè)備的設(shè)備。該設(shè)備很可能是風(fēng)扇，電視等電氣設(shè)備。要使電流從電路中流過(guò)，必須需要一條閉合路徑（環(huán)路）。如果開(kāi)關(guān)為OFF，則表示電路斷開(kāi)，電流不能流過(guò)導(dǎo)體，并且設(shè)備已斷電（OFF狀態(tài)）。為了使其充滿能量，我們必須打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使其形成完整的電路并閉合路徑。因此，電流可以流經(jīng)設(shè)備，并且可以導(dǎo)通。因此，開(kāi)關(guān)的功能是使（開(kāi)關(guān)接通）和斷開(kāi)（開(kāi)關(guān)斷開(kāi)）電路。

在控制系統(tǒng)工程中，開(kāi)關(guān)起著重要的作用。 主要有兩種類型的開(kāi)關(guān)：機(jī)械開(kāi)關(guān)和電氣開(kāi)關(guān)。機(jī)械開(kāi)關(guān)需要與開(kāi)關(guān)進(jìn)行物理或手動(dòng)接觸才能進(jìn)行操作。電氣開(kāi)關(guān)不需要物理或手動(dòng)接觸，它具有執(zhí)行操作的能力。電氣開(kāi)關(guān)在半導(dǎo)體的作用下工作。

機(jī)械開(kāi)關(guān)：

機(jī)械開(kāi)關(guān)進(jìn)一步分為不同類型開(kāi)關(guān)的數(shù)量（取決于極數(shù)和直通數(shù)）。極數(shù)是指開(kāi)關(guān)可用的輸入電路（電源電路）的數(shù)量。擲是指開(kāi)關(guān)可用的輸出電路數(shù)（電流可以流過(guò)的路徑數(shù)）。

單刀單擲（SPST）

單刀雙擲（SPDT）

雙刀單擲（DPST）

雙刀雙擲（DPDT）

兩刀六擲（2P6T）

瞬時(shí)操作開(kāi)關(guān)/瞬時(shí)控制開(kāi)關(guān)

按鈕

壓力開(kāi)關(guān)

溫度開(kāi)關(guān)

撥動(dòng)開(kāi)關(guān)

旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)

在機(jī)械開(kāi)關(guān)中，兩個(gè)金屬板相互接觸以完成電流

1）單刀單擲（SPST）： 此開(kāi)關(guān)由兩個(gè)端子組成；一個(gè)輸入端子稱為極，一個(gè)輸出端子稱為擲。因此，此開(kāi)關(guān)的名稱為 單刀單擲。 此開(kāi)關(guān)是最簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)示例。通常，此開(kāi)關(guān)用于單回路，意味著電路只需要控制一個(gè)閉合路徑。單刀單擲開(kāi)關(guān)的符號(hào)如圖1a所示。如圖1b所示，此開(kāi)關(guān)與設(shè)備，信號(hào)源或元件串聯(lián)。

2）單刀雙擲（SPDT）： 一個(gè)輸入端子（極）和兩個(gè)輸出端子（投擲），如圖2a所示。通過(guò)使用此開(kāi)關(guān)，我們可以為兩個(gè)環(huán)路提供電流或信號(hào)，如圖2所示。有時(shí)，此開(kāi)關(guān)稱為選擇器開(kāi)關(guān)。

3）雙刀單擲（DPST）： 此開(kāi)關(guān)由四個(gè)端子組成；如圖3a所示，兩個(gè)輸入端子（極）和兩個(gè)輸出端子（投擲）。此開(kāi)關(guān)與兩個(gè)SPST開(kāi)關(guān)非常相似。兩個(gè)開(kāi)關(guān)均與單個(gè)肝臟相連，因此，兩個(gè)開(kāi)關(guān)可同時(shí)運(yùn)行。這些開(kāi)關(guān)在我們希望同時(shí)控制兩個(gè)電路時(shí)使用，如圖3b所示。

4）雙刀雙擲（DPDT）： 兩個(gè)輸入端子（極），每個(gè)極兩個(gè)端子，因此總共有四個(gè)輸出端子（擲），如圖4a所示。此開(kāi)關(guān)的操作類似于兩個(gè)單獨(dú)的SPDT開(kāi)關(guān)同時(shí)操作。在此開(kāi)關(guān)中，輸入（極點(diǎn)）的兩個(gè)端子在開(kāi)關(guān)的位置1與一組輸出（擲1）的一組（兩個(gè)）連接。如果我們更改開(kāi)關(guān)的位置，它將將該輸入與第二組輸出（端子2）連接，如圖4b所示。如示例所示，假設(shè)電動(dòng)機(jī)在順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)在位置1，如果更改為位置2，則電動(dòng)機(jī)將在逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

5）兩極六擲（2P6T）： ：該端子由14個(gè)端子組成；兩個(gè)輸入端子（極），每個(gè)極六個(gè)端子，因此總共有十二個(gè)輸出端子（擲），如圖5a所示。通常，這種開(kāi)關(guān)類型用于與公共輸入端子進(jìn)行電路轉(zhuǎn)換。

6）瞬時(shí)操作開(kāi)關(guān)：

按鈕開(kāi)關(guān)： 按下開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合，使電路閉合以流過(guò)電流；當(dāng)您從按鈕上取下壓力時(shí)，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)，并斷開(kāi)電路。因此，該開(kāi)關(guān)是瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)，能夠通過(guò)接通和斷開(kāi)其接觸來(lái)控制電路。在按鈕開(kāi)關(guān)中，當(dāng)您從開(kāi)關(guān)上釋放壓力時(shí)，會(huì)布置彈簧以斷開(kāi)觸點(diǎn)。

壓力開(kāi)關(guān)： 開(kāi)關(guān)由C形隔膜組成。根據(jù)壓力，該隔膜指示壓力。在工業(yè)應(yīng)用中，這些開(kāi)關(guān)用于感測(cè)空氣，水或油的壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力從設(shè)定值升高或降低時(shí)，此開(kāi)關(guān)便會(huì)運(yùn)行。

溫度開(kāi)關(guān)： 這種類型的開(kāi)關(guān)由溫度感應(yīng)裝置組成，例如RTD（電阻溫度設(shè)備）。此開(kāi)關(guān)根據(jù)測(cè)得的溫度值進(jìn)行操作。

撥動(dòng)開(kāi)關(guān)： 這種類型的開(kāi)關(guān)通常在家庭應(yīng)用中用于接通和斷開(kāi)電氣電器。

旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)： 該類型的開(kāi)關(guān)用于連接設(shè)備。一行與許多行之一。通信設(shè)備中的萬(wàn)用表旋鈕，通道選擇器，范圍選擇器計(jì)量設(shè)備頻段選擇器就是此類開(kāi)關(guān)的示例。該開(kāi)關(guān)與單刀多擲開(kāi)關(guān)相同。但是此開(kāi)關(guān)的布置不同。

電氣開(kāi)關(guān)：

電氣開(kāi)關(guān)不過(guò)是什么而已是半導(dǎo)體器件。這些開(kāi)關(guān)因其低成本，小尺寸和可靠性而更加有用。在此開(kāi)關(guān)中，使用了諸如硅（Si），鍺（Ge）等半導(dǎo)體材料。通常，這種類型的開(kāi)關(guān)用于集成電路（IC），電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，HVAC應(yīng)用，并且也廣泛用于用作控制器的數(shù)字輸出（DI）。

繼電器

雙極晶體管

功率二極管

MOSFET

IGBT

SCR

TRIAC

DIAC

GTO

1）繼電器： 繼電器按照機(jī)電原理工作，因此此開(kāi)關(guān)也稱為機(jī)電開(kāi)關(guān)。當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，它將在線圈周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的量取決于通過(guò)線圈的電流量。觸點(diǎn)的布置方式是，如果電流隨著窗簾限位而增加，則觸點(diǎn)將通電并改變其位置。有時(shí)，出于安全目的，繼電器使用雙金屬條來(lái)檢測(cè)溫度。繼電器具有廣泛的電壓和電流范圍。在電力系統(tǒng)中，繼電器在故障識(shí)別中起著重要的作用。在工業(yè)中，繼電器也被用作保護(hù)裝置。

2）雙極晶體管： 雙極結(jié)型晶體管有三個(gè)端子；基極，發(fā)射極和收集極。晶體管工作在三個(gè)區(qū)域。截止，飽和和有效區(qū)域。晶體管的符號(hào)如圖6所示。出于切換目的，不使用活動(dòng)區(qū)域。如果在基極端子上有足夠的電流可用，則晶體管進(jìn)入飽和區(qū)域，電流將流過(guò)集電極-發(fā)射極路徑，并且晶體管將充當(dāng)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)。如果基極電流不足，電路將斷開(kāi)，電流將無(wú)法流經(jīng)集電極-發(fā)射極，并且晶體管會(huì)進(jìn)入截止區(qū)域。在該區(qū)域中，晶體管充當(dāng)OFF開(kāi)關(guān)。晶體管在電子應(yīng)用中用作放大器，它也用于制作與門(mén)（與門(mén)），而不是數(shù)字電路中的晶體管，晶體管也用作集成電路中的開(kāi)關(guān)器件。晶體管在大功率應(yīng)用中沒(méi)有用，因?yàn)榕cMOSFET相比，它的電阻損耗更大。

3）功率二極管： 功率二極管有兩個(gè)端子。陽(yáng)極和陰極。二極管由p型和n型半導(dǎo)體材料組成，并形成pn結(jié)，即二極管。功率二極管的符號(hào)如圖7所示。當(dāng)二極管處于正向偏置時(shí)，電流可以流過(guò)電路，而在反向偏置時(shí)，電流會(huì)阻塞。如果陽(yáng)極相對(duì)于陰極為正，則二極管為正向偏壓并充當(dāng)開(kāi)關(guān)ON。類似地，如果陰極相對(duì)于陽(yáng)極為正，則二極管處于反向偏置狀態(tài)并充當(dāng)開(kāi)關(guān)OFF。功率二極管用于功率電子應(yīng)用，例如整流器，電壓倍增器電路和電壓鉗位器電路等。

4）MOSFET： ：MOSFET-金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。 MOSFET具有三個(gè)端子。柵極，漏極和源極。 MOSFET有兩種基本形式：耗盡類型和增強(qiáng)類型。如果柵極-源極電壓（V GS ）不足，則MOSFET用作耗盡型，并且MOSFET的耗盡模式類似于OFF開(kāi)關(guān)。如果柵極-源極電壓（V GS ）足夠，則MOSFET用作增強(qiáng)類型，并且MOSFTE的增強(qiáng)模式類似于ON開(kāi)關(guān)。 MOSFET的開(kāi)關(guān)范圍是數(shù)十氖至幾百微秒。用于線性穩(wěn)壓器，斬波器和音頻功率放大器等的MOSFET。請(qǐng)?jiān)诖颂帣z查MOSFET電路。

5）IGBT： ：IGBT絕緣柵雙極晶體管。 IGBT是BJT和MOSFET的組合。 IGBT具有高輸入阻抗和高開(kāi)關(guān)速度（MOSFET的特性）以及低飽和電壓（BJT的特性）。 IGBT具有三個(gè)端子。門(mén)，發(fā)射極和收集極。 IGBT可以使用柵極端子進(jìn)行控制?？梢酝ㄟ^(guò)觸發(fā)和禁用其柵極端子來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉它。 IGBT可以阻止與GTO相同的正負(fù)電壓。 IGBT用于逆變器，牽引電機(jī)控制，感應(yīng)加熱和開(kāi)關(guān)模式電源。

6）SCR： SCR-可控硅整流器?？煽毓栌腥齻€(gè)接線端子。門(mén)，陽(yáng)極和陰極。 SCR的工作原理與二極管相同，但是SCR在正向偏置（陰極為負(fù)極，陽(yáng)極為正極）時(shí)開(kāi)始導(dǎo)通，并且柵極也需要正時(shí)鐘脈沖。在正向偏置中，如果門(mén)的時(shí)鐘脈沖為零，則通過(guò)強(qiáng)制換向使SCR截止，而在反向偏置中，SCR保持與二極管相同的截止?fàn)顟B(tài)。 SCR用于電機(jī)控制，功率調(diào)節(jié)器和燈的調(diào)光。

7）TRIAC： TRIAC與兩個(gè)SCR反向并聯(lián)且與連接的閘極相同。 TRIAC是雙向設(shè)備。 TRIAC具有三個(gè)終端；主端子1（MT），主端子2（MT2）和門(mén)。 MT1和MT2端子與我們要控制的電路連接，并且柵極可通過(guò)正電壓或負(fù)電壓觸發(fā)脈沖。當(dāng)MT2端子相對(duì)于MT1端子處于正電壓并且柵極也被正觸發(fā)時(shí)，則TRIAC的SCR-1觸發(fā)。當(dāng)MT1端子相對(duì)于MT2端子處于正電壓并且柵極也被正觸發(fā)時(shí)，則TRIAC的SCR-2觸發(fā)。 TRIAC可同時(shí)用于交流和直流電源，但通常，TRIAC用于交流應(yīng)用，例如電機(jī)控制，照明開(kāi)關(guān)（工業(yè)和家用）等。請(qǐng)?jiān)诖颂幉榭慈穗p向可控硅開(kāi)關(guān)調(diào)光器電路。

8）DIAC： DIAC-二極管交流開(kāi)關(guān)。 DIAC有兩個(gè)終端。該開(kāi)關(guān)可以雙向操作。 DIAC的符號(hào)如圖12所示。 DIAC在兩個(gè)地區(qū)開(kāi)展工作；正向阻塞或反向阻塞區(qū)域以及雪崩突破區(qū)域。當(dāng)施加的電壓小于擊穿電壓時(shí)，DIAC將在正向阻塞或反向阻塞區(qū)域工作。在該區(qū)域，DIAC用作OFF開(kāi)關(guān)。當(dāng)施加的電壓大于擊穿電壓時(shí)，雪崩擊穿發(fā)生，DIAC充當(dāng)ON開(kāi)關(guān)。與TRIAC和SCR相比，DIAC無(wú)法在低壓和低電流應(yīng)用中急劇切換。 DIAC用于調(diào)光，通用電機(jī)控制和熱控制電路。

9）門(mén)極關(guān)斷晶閘管： 門(mén)，陽(yáng)極和陰極。顧名思義，該設(shè)備可以通過(guò)柵極端子關(guān)閉。在GTO的符號(hào)中，柵極端子上包括兩個(gè)箭頭，該箭頭表示電流通過(guò)柵極端子的雙向流動(dòng)。該器件可以通過(guò)施加較小的正柵極電流來(lái)導(dǎo)通，而可以通過(guò)來(lái)自柵極端子的負(fù)脈沖來(lái)截止。 GTO用于逆變器，AC和DC驅(qū)動(dòng)器，感應(yīng)加熱器和SVC（靜態(tài)VAR補(bǔ)償）。沒(méi)有緩沖電路的幫助，GTO無(wú)法用于關(guān)閉電感性負(fù)載。

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