混合式繼電器是將靜態(tài)繼電器和機(jī)械繼電器并聯(lián)在一起構(gòu)成的開關(guān)元件，兼具機(jī)械繼電器的低壓降與硅器件的可靠性，常用于電器設(shè)備的電機(jī)啟動(dòng)器或加熱器控制功能。歐盟RoHS指令可能會(huì)影響到機(jī)械繼電器的工作可靠性，因此，混合式繼電器日益受到市場的青睞。
　　正確控制混合式繼電器，看起來容易，做起來難。例如，在機(jī)械開關(guān)和半導(dǎo)體開關(guān)相互轉(zhuǎn)換過程中可能會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓，引起電磁噪聲輻射。為了有效降低尖峰電壓，本文將探討幾個(gè)簡易的控制電路設(shè)計(jì)技巧。
　　1/ 整合固態(tài)繼電器與機(jī)械繼電器的雙重優(yōu)勢
　　當(dāng)選擇交流開關(guān)時(shí)，固態(tài)繼電器和機(jī)械繼電器各有優(yōu)缺點(diǎn)。半導(dǎo)體固態(tài)繼電器響應(yīng)速度快，導(dǎo)通無電壓反彈，關(guān)斷無電弧，電壓反彈或電弧將會(huì)造成電磁干擾（EMI）輻射，縮短繼電器的使用壽命。機(jī)械繼電器的主要優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)通損耗小，2 A RMS以上應(yīng)用無需使用散熱器；驅(qū)動(dòng)線圈與電源接線端子之間隔離，無需通過光耦合器驅(qū)動(dòng)可控硅整流管（SCR）或雙向可控硅。
　　第三種繼電器是將固態(tài)繼電器與機(jī)械繼電器并聯(lián)，形成一個(gè)兼?zhèn)溥@兩種技術(shù)優(yōu)勢的混合式繼電器（簡稱HR）。圖1所示是電機(jī)啟動(dòng)器內(nèi)的混合式繼電器拓?fù)?，這個(gè)三相電機(jī)啟動(dòng)器只需要兩個(gè)混合式繼電器，如果兩個(gè)繼電器都是關(guān)斷狀態(tài)，只要電機(jī)中性線沒有連接，電機(jī)就會(huì)保持關(guān)斷狀態(tài)。如果負(fù)載連接了中性線，還可以在線 L1上串聯(lián)一個(gè)混合式繼電器。
　　
　　圖 1： 左）基于混合式繼電器的電機(jī)啟動(dòng)器；右）繼電器/雙向可控硅控制序列
　　圖1還描述了混合式繼電器的控制序列：
　　-接通序列：
　　-1.雙向可控硅（在大電流應(yīng)用中，使用兩個(gè)反極性并聯(lián)的可控硅整流管）導(dǎo)通，負(fù)載零電壓接通。
　　-2.在一個(gè)或數(shù)個(gè)市電周期后，繼電器接通。繼電器的接通電壓極低（通常是1-2V，恰好是雙向可控硅的通態(tài)壓降）。
　　-3.在施加繼電器線圈電流一到兩個(gè)周期后，撤去雙向可控硅柵電流，為繼電器在雙向可控硅關(guān)斷前吸合提供充足的時(shí)間。因此，穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流只流經(jīng)機(jī)械繼電器。
　　-關(guān)閉序列：
　　-1.雙向可控硅導(dǎo)通。因?yàn)槔^電器還在接通狀態(tài)，所以負(fù)載電流主要流經(jīng)機(jī)械繼電器。
　　-2. 幾毫秒后繼電器關(guān)閉。像繼電器接通一樣，關(guān)閉電壓同樣極低。因此，電弧時(shí)間被縮短。
　　-3.在撤去繼電器線圈電流一個(gè)到兩個(gè)周期后，再撤去雙向可控硅柵電流，雙向可控硅關(guān)斷?；旌鲜嚼^電器在零電流時(shí)關(guān)斷。
　　繼電器在近零電壓時(shí)關(guān)閉，可提高繼電器使用壽命十倍。如果是直流電流或電壓關(guān)斷，這個(gè)數(shù)字還能再高些。
　　更重要地是，因?yàn)闅W盟RoHS指令（2002/95/EC）關(guān)于豁免鎘限制使用的規(guī)定將于2016年到期，觸點(diǎn)防銹和觸點(diǎn)焊接所用的銀-氧化鎘合金將會(huì)被銀氧化鋅或銀氧化錫替代。除非使用面積更大的觸點(diǎn)，否則這些觸點(diǎn)的使用壽命將會(huì)縮短。
　　零壓導(dǎo)通技術(shù)還準(zhǔn)許使用容性負(fù)載來降低涌流，容性負(fù)載包括燈具電子鎮(zhèn)流器和內(nèi)置補(bǔ)償電容或逆變器的熒光燈具。這項(xiàng)技術(shù)有助于延長電容器的使用壽命，避免市電電壓不穩(wěn)問題。此外，固態(tài)繼電器技術(shù)支持漸進(jìn)式軟啟動(dòng)或軟停止。電機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)升降可降低機(jī)械系統(tǒng)磨損，防止泵、風(fēng)扇、電動(dòng)工具和壓縮機(jī)損壞。例如，管道系統(tǒng)中的水擊現(xiàn)象就會(huì)消失，V型傳送帶打滑現(xiàn)象不會(huì)再出現(xiàn)。
　　這種混合式繼電器常用于4-15 kW的設(shè)備，最高應(yīng)用功率可達(dá)250kW。
　　此外，混合式繼電器還可用于加熱系統(tǒng)。脈沖控制器通常被用于設(shè)定加熱功率或室溫/水溫。脈沖或周期跳躍模式控制方法是接通負(fù)載 ”N”個(gè)周期，關(guān)閉負(fù)載“K”個(gè)周期。像脈寬調(diào)制控制技術(shù)中的占空比一樣，“N/K”周期比用于設(shè)定加熱功率，雖然控制頻率小于25-30 Hz，但是，對于加熱系統(tǒng)的時(shí)間常量來說，這個(gè)頻率已經(jīng)足夠快了。
　　2/ EMI噪聲源
　　驅(qū)動(dòng)雙向可控硅有很多控制電路可以考慮，前提是隔離電路。圖1中的兩個(gè)雙向可控硅的參考電壓不同，所以隔離控制電路應(yīng)該使用光耦雙向可控硅或脈沖變壓器。兩個(gè)電路的工作方式不同，產(chǎn)生的EMI噪聲也不相同。
　　圖 2 所示是一個(gè)光耦雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)光耦雙向可控硅LED激活時(shí)（即當(dāng)微控制器I/O引腳置于高邊時(shí)），通過R1施加雙向可控硅柵極電流。電阻R2連接在雙向可控硅G與A1端子之間，用于分流瞬變電壓在光耦雙向可控硅寄生電容上產(chǎn)生的電流。通常使用50-100歐姆的電阻器。