一些人認為固態(tài)繼電器是卓越的電源開關解決方案，但其他人會認為，電動機械繼電器無疑是首選。誰正確并且是什么原因呢？為了回答這些問題，讓我們來探索電動機械繼電器和固態(tài)繼電器之間的區(qū)別、它們的工作原理、并比較它們多個級別的性能規(guī)格。

繼電器是什么？

繼電器是可以用來分配電源的電源開關解決方案，不需要手動打開和關閉開關。繼電器只需要微小的電信號就能打開和關閉電源。打個比喻，對于大很多的電信號，這一信號就像一個“看門人”。對于高功率信號進行低功率控制的能力使得繼電器在電子學的發(fā)展歷程中占據(jù)了顯著地位。

電動機械繼電器和固態(tài)繼電器有什么區(qū)別？

電動機械繼電器 (EMR)

電動機械繼電器使用物理移動部件連接繼電器輸出元器件內的觸點。此觸點的移動是使用來自低功率輸入信號的電磁力產生的，從而允許包含高功率信號的電路完成。電動機械繼電器內的物理元器件通常會發(fā)出“咔噠”的聲音，在一些情況下會很有用，但它可能導致內部電弧，并且相對而言，移動會需要大量的時間。

固態(tài)繼電器 (SSR)

固態(tài)繼電器可能恰恰是半導體行業(yè)的典型代表。SSR 使用低功率電信號產生光學半導體信號，一般會包含用來傳輸輸出信號并為其供電的光耦合器。被激活時，輸出光學信號會發(fā)揮“開關”的作用，允許高功率信號通過 SSR 的輸出元器件。有幾種方法來做到這一點，但其中的共同主題就是缺少移動部件，因此讓它們變成固態(tài)。

圖 1 — 一個典型的電動機械繼電器 (EMR)，以及一個描述其移動部件的 EMR 方框圖。

圖 2 — 面板安裝固態(tài)繼電器 — 來自 Crydom 公司和顯示光晶體管機制的圖解。圖解由 Wikipedia 友情提供。

這兩種技術都能應用于取暖、照明和運動控制等領域。然而，固態(tài)繼電器在大多數(shù)比較類別中優(yōu)于電動機械繼電器。電動機械繼電器是一種相對舊的技術，其機械設計方法簡單，而固態(tài)繼電器比較新而且先進，當然，也更復雜。恐怕有人會說，完成同樣的任務，復雜的東西并不一定比簡單的產品好。但是，更復雜的 SSR 就是能在性能上贏得人們的支持。

和電動機械繼電器相比，使用固態(tài)繼電器有哪些優(yōu)點？

和電動機械繼電器相比，固態(tài)繼電器的前期預付價格非常高，甚至高得驚人。但是，取代 EMR 而集成 SSR 的整體成本可能相同甚至更低，取決于具體應用，我們稍后會進行討論。此外，SSR 在許多領域的性能通常要優(yōu)于 EMR。讓我們對兩者進行比較：

如您所見，和 EMR 相比，SSR 在性能和提供的功能方面通常更有活力。但是在某個領域，EMR 常常有著優(yōu)勢：熱力管理。由于它們的物理特性，SSR 的功率耗散在數(shù)量級上大于電動機械繼電器。這通常意味著元器件設計師必須將散熱器和風扇集成到自己的設計中，這就的確會增加使用 SSR 的整體前期預付成本。

在您單純因為前期預付成本而放棄選擇 SSR 之前，讓我們來詳細談談總體擁有成本以及確?！俺杀尽闭嬲饬x的個體。

比較成本：為何 SSR 從長遠來看是值得的

工程師通常專注于性能，而更好的性能往往意味著更高的成本。另一方面，供應鏈管理者更關心的是零部件的初始定價和交貨時間，它們被稱為采購成本。 商業(yè)和營銷管理者關注的焦點是保修成本，比如預期壽命和相關的維修成本，由故障停機時間、行程時間、更換和維修時間以及人力資源所組成。在所有這些成本中，只有零部件的初始定價可以等同于前面提及的“一次性前期預付成本”。

但是，只因為電動機械繼電器有一個較低的初始價格標簽，但考慮到將來所有其他隱藏成本的總和，并不意味著它們的成本更低。在當今的企業(yè)中，管理者往往要求更快“更好更便宜”的解決方案，這經常是相互競爭的優(yōu)先事項，但更便宜不一定意味著更快和/或更好。 然而，考慮到總體擁有成本，使用 Crydom 固態(tài)繼電器和接觸器，你的確可以實現(xiàn)更快、更好、更便宜。 他們的固態(tài)繼電器能可靠地執(zhí)行解決方案，從而確保應用程序的壽命，所以在安裝了后，您很少需要擔心對它們進行維護、修理或更換。

比較總體擁有成本的有用工具

為了幫助分析 SSR 對比 EMR 的總體擁有成本 (TCO)，Crydom 公司開發(fā)了一個易于使用的 TCO 計算器，可以在其網(wǎng)站的“工具”選項卡下找到。計算器考慮到了與直接及間接成本相關的信息，而且還假設這兩個電源開關解決方案均被選定用來匹配負載和電源系統(tǒng)。 此外，該計算器還融合了主要與技術相關的成本，因為這些成本在各種應用中很常見。

該計算器的單位成本是電源開關解決方案的收購成本。還有用于增加散熱片（適用于 SSR）和插座（適用于 EMR）的收購成本，如果在應用中需要二者中的一種。 還會考慮到通過周期數(shù)或運行的數(shù)量來計量的預期壽命，因為它們是對一個給定應用的具體要求。其中可能包括每分鐘預期周期數(shù)或負載類型（如電阻，電感，變壓器/電容器，或鎮(zhèn)流器）。

對于 EMR，估算預期壽命需要根據(jù)負載類型進行調整，計算器可根據(jù)選定的負載自動選擇適合的降額值：馬達、線圈或螺線管為 80% 降額；變壓器或電容器為 75% 降額；鎮(zhèn)流器為 70% 降額。 在計算中還包括了保修期，用于總成本估計結果的時間參考。 保修期可以調整，以顯示不同的時間范圍，從一個月到一年或更久。 每次保養(yǎng)服務的成本，必須考慮到另一個變量，因為它在不同的應用之間或從一個商業(yè)模式轉換到另一個商業(yè)模式時會發(fā)生變化。圖 3 展示了 Crydom 公司的 TCO 計算器。

圖 3 — Crydom 公司的 TCO 計算器。

你在電動機械繼電器技術和固態(tài)技術之間中做出選擇時，要適應 SSR 的前期預付成本可能有有所困難。但是，雖然 EMR 的初始成本小于 SSR，但隨著循環(huán)計數(shù)的增加， EMR 的維護、修理和/或替換成本也會增加。所以，一旦你設法克服了 SSR 和 EMR 的總體擁有成本障礙，你很快就會認識到，SSR 的壽命成本在很多情況下等于或小于EMR。由于 SSR 在功能和性能方面都超過 EMR 的優(yōu)勢，決定將 SSR 集成到您的設計中就不會難了。