遲早——通常更早——您的嵌入式系統(tǒng)需要將其 I/O 連接到外部世界。最常見(jiàn)的外部 I/O 涉及開(kāi)/關(guān)電路的感應(yīng)和控制，其范圍可以從“干電路”（無(wú)電流或幾乎為零電流）到 5V 或 12V 直流信號(hào)，到 24 VAC，到120/240 VAC 電源線等。此外，由于基本信號(hào)不兼容（您的 3-VI/O 與 AC 線路電壓）以及用戶和系統(tǒng)安全，您不希望您的盒子或 PC 板上有高電壓，因此您需要電流隔離，這意味著有在您的系統(tǒng)和外部世界之間沒(méi)有歐姆路徑，圖 1。

電氣隔離的作用是將信號(hào)信息從輸入傳遞到輸出，但兩側(cè)之間沒(méi)有任何導(dǎo)電（歐姆）路徑。

這就是隔離模塊進(jìn)入故事的地方。對(duì)于大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，這些都是獨(dú)立的插座繼電器，可以根據(jù)需要輕松更換、更改或升級(jí)?！袄^電器”這個(gè)詞實(shí)際上指的是兩種截然不同的實(shí)現(xiàn)方式：1860 年代開(kāi)發(fā)的機(jī)電繼電器 （EMR）（是的，很久以前）！以及 1960 年代首次推出的固態(tài)繼電器 （SSR）。（請(qǐng)注意，我們?cè)谶@里討論的是用于功率或低頻信號(hào)的繼電器；也有用于 RF 的繼電器，但它們是非常不同的生物，評(píng)估和選擇它們的標(biāo)準(zhǔn)也非常不同。）

EMR 與 SSR

SSR 和 EMR 的操作原理都很簡(jiǎn)單，但又完全不同。簡(jiǎn)而言之，SSR 使用 LED/光電晶體管進(jìn)行隔離耦合，同時(shí)允許表示感應(yīng)到的開(kāi)關(guān)閉合或流向負(fù)載開(kāi)或關(guān)的電流的信號(hào)通過(guò)，圖 2。

光隔離的原理很簡(jiǎn)單：LED 將電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換為光子，光子穿過(guò)間隙并到達(dá)光電晶體管，然后將其能量重新轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

更老的 EMR 使用驅(qū)動(dòng)到電磁鐵中的電流作為其輸入信號(hào)。當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，它會(huì)拉動(dòng)電樞，從而物理閉合附近的一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)，圖 3。（因此，EMR 有時(shí)被稱為觸點(diǎn)或線圈繼電器。）

機(jī)電繼電器使用基本電磁來(lái)啟動(dòng)電樞運(yùn)動(dòng)，并且可以支持多極以及常開(kāi) （NO） 和常閉 （NC） 觸點(diǎn)的同時(shí)操作。

顯而易見(jiàn)的問(wèn)題是：“在您的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用哪一個(gè)？” 與大多數(shù)工程決策一樣，答案很簡(jiǎn)單：“視情況而定”。一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù) EE 都將 SSR 視為首選，因?yàn)?SSR 在某種程度上更容易與低電平電子信號(hào)接口，具有微秒級(jí)的快速切換時(shí)間（與 EMR 相比為毫秒級(jí)），并且額定為數(shù)千萬(wàn)的操作周期。許多 SSR 還具有一個(gè)小型 LED 指示燈，因此用戶可以判斷它是否已激活，這是一個(gè)方便的功能。

在眾所周知的“另一方面”，EMR 在某些應(yīng)用程序中是首選，即使它們具有移動(dòng)部件，這是大多數(shù) EE 擔(dān)心和擔(dān)心的。EMR 可以承受電壓和電流的尖峰和過(guò)載，并且從信譽(yù)良好的供應(yīng)商處正確選擇的 EMR 通常額定為數(shù)千萬(wàn)次循環(huán)。每年售出數(shù)以億計(jì)的產(chǎn)品，雖然有些用于替換使用，但許多用于需要其獨(dú)特功能組合的新設(shè)計(jì)。EMR 沒(méi)有 LED 指示燈，但在打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)會(huì)發(fā)出咔噠聲；有些人覺(jué)得這很煩人，而另一些人則覺(jué)得這讓人放心。

SSR 和 EMR 均提供各種觸點(diǎn)額定值和其他規(guī)格（交流、直流、電壓、電流）。在某些情況下，選擇哪一個(gè)的決定可能相當(dāng)明顯，但在許多情況下并非如此。例如，如果繼電器處于工業(yè)或易燃環(huán)境中，通常首選 SSR，因?yàn)樗鼪](méi)有活動(dòng)部件，也沒(méi)有危險(xiǎn)火花，而 EMR 確實(shí)有接觸火花。但是，如果繼電器需要多個(gè)觸點(diǎn)，或者在通電時(shí)需要在每個(gè)極上同時(shí)關(guān)閉觸點(diǎn)和打開(kāi)觸點(diǎn)，則單個(gè) EMR 可以提供所有這些。此外，SSR 往往會(huì)在“觸點(diǎn)閉合”模式下失效，而 EMR 往往會(huì)在“打開(kāi)”模式下失效；這也可能是一個(gè)考慮因素。

概括

許多網(wǎng)站解釋了 SSR 和 EMR 的相關(guān)屬性，并且有許多供應(yīng)商同時(shí)提供這兩種繼電器類型，因此可以對(duì)每種類型進(jìn)行公平的評(píng)估。如果他們的網(wǎng)站只談?wù)撘环N類型的優(yōu)點(diǎn)而沒(méi)有至少承認(rèn)它的相對(duì)缺點(diǎn)，那么在做出決定時(shí)要謹(jǐn)慎判斷。

在某些情況下，SSR/EMR 的選擇是顯而易見(jiàn)的，其中一種類型在性能、成本和其他屬性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。然而，在許多情況下，做出決定更加困難，因?yàn)槊糠N類型都會(huì)帶來(lái)一個(gè)強(qiáng)有力的相對(duì)優(yōu)缺點(diǎn)列表。那是設(shè)計(jì)審查變得艱難的時(shí)候，至少有一位與會(huì)者會(huì)問(wèn)，并且有一定的道理：“你為什么不選擇另一個(gè)？”

審核編輯：郭婷