電器原理與應用3-1半導體式控制電器

2023/2/11電器原理與應用陳陽生浙江大學電氣工程學院yschen@第四章

常用半導體式控制電器

本章結構4.1概論4.2固態(tài)繼電器4.3半導體式時間繼電器4.4半導體式行程開關4.5半導體式保護電器1、半導體式控制電器

以電子元件全部或者部分替代電器內部的機械結構、電磁機構、線圈、觸動等，是傳統(tǒng)電器的升級換代產(chǎn)品；（成本、體積、可靠性。。。）和傳統(tǒng)電器相比，各有優(yōu)缺點；保持獨立的電器外形

在功能上與傳統(tǒng)的控制電器相對應

輸出形式可以是無觸點的電平轉換，也可以是有觸點的觸點通斷，既可以與電子電路構成無觸點系統(tǒng)，也可以與有觸點電器構成繼電接觸系統(tǒng)例：行程開關、接近開關、雙金屬片熱繼電器、電磁式過流繼電器、電子式過流、短路、斷相、保護繼電器有觸點與無觸點相結合的控制電器三種不同形式：①采用無觸點電器為其出口元件的電子式電器，如晶閘管時間繼電器等。②采用電子式控制或保護信號發(fā)生機構的有觸點電器，如半導體脫扣器的斷路器③混合式接觸器，在接觸器的每一主觸點上并聯(lián)一個雙向晶閘管，當開關接通時使晶閘管的導通先于觸點的閉合，分斷時晶閘管的阻斷后于觸點的斷開，二者取長補短，實現(xiàn)了有觸點控制電器的無弧通斷。

混合式控制電器

半導體式控制電器的特點優(yōu)點：①開關速度高（晶閘管開通，關斷時間幾十us,IGBT3-4us）②操作頻率高（晶閘管100次/分鐘）③使用壽命長（額定條件下使用的話）④耗電功率小(沒有激勵線圈)⑤控制功能多（電子線路，微處理器、專用芯片，價格低、功能多）⑥工作環(huán)境不苛求（可以塑封、密封，防塵，防潮）缺點①散熱面積大(管壓降大1-2V，長期工作的損耗大)②價格比較高（一個交流接觸器需要三個大電流雙向晶閘管，價格約十倍）③電路較復雜（

抗干擾能力差，輔助電路多,如保護、電源、補償?shù)入娐罚苓^載能力低（功率器件高溫、過載能力有限）⑤漏電流較大（晶閘管關段后有漏電流，mA級，不能理想的電隔離）4.2固態(tài)繼電器SSR(SolidStateRelay)一種全電子電路組合的元件，它依靠半導體器件和電子元件的電、磁和光特性來完成其隔離和繼電切換功能。器件全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關器件，它利用電子元件(如開關三極管、雙向可控硅等半導體器件)的開關特性，可達到無觸點，無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點開關”與傳統(tǒng)的電磁繼電器（EMR）相比，是一種沒有機械、不含運動零部件的繼電器，但具有與電磁式繼電器本質上相同功能；固態(tài)繼電器按其工作性質：直流輸入-交流輸出型直流輸入-直流輸出型交流輸入-交流輸出型交流輸入-直流輸出型固態(tài)繼電器的特點

SSR實現(xiàn)了弱信號對強電(輸出端負載電壓)的控制。由于光耦合器的應用，使控制信號所需的功率極低(約十余毫瓦就可正常工作)，而且Vsr所需的工作電平與TTL、HTL、CMOS等常用集成電路兼容，可以實現(xiàn)直接聯(lián)接。這使SSR在數(shù)控和自控設備等方面得到廣泛應用。在相當程度上可取代傳統(tǒng)的“線圈—簧片觸點式”繼電器。SSR由于是全固態(tài)電子元件組成，與EMR相比，它沒有任何可動的機械部件，工作中也沒有任何機械動作；SSR由電路的工作狀態(tài)變換實現(xiàn)“通”和“斷”的開關功能，沒有電接觸點，所以它有一系列EMR不具備的優(yōu)點，工作高可靠、長壽命；無動作噪聲；耐振耐機械沖擊；安裝位置無限制；用絕緣防水材料灌封做成全密封形式，而且具有良好的防潮防霉防腐性能；在防爆和防止臭氧污染方面的性能也極佳。這些特點使SSR可在軍事(如飛行器、火炮、艦船、車載武器系統(tǒng))、化工、井下采煤和各種工業(yè)民用電控設備的應用中大顯身手，具有超越MER的技術優(yōu)勢。固態(tài)繼電器的原理及結構圖中①-④構成交流SSR的主體，從整體上看，SSR只有兩個輸入端及兩個輸出端，是一種四端器件。工作：在A、B上加上控制信號，就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”，實現(xiàn)“開關”的功能，耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯(lián)系，以防止輸出端對輸入端的影響，“光耦”動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高；由于輸入端的負載是發(fā)光二極管，這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配，在使用可直接與計算機輸出接口相接，即受“1”與“0”的邏輯電平控制。觸發(fā)電路產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號，驅動開關電路④工作，吸收電路為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對開關器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設計的，一般是用“R-C”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。

過零控制電路。所謂“過零”是指，當加入控制信號，交流電壓過零時，SSR即為通態(tài)；而當斷開控制信號后，SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時，SSR才為斷態(tài)。交流固態(tài)繼電器的原理當輸入信號為零/反向時，光隅:截止，VT1導通，它使SCR1的控制極被鉗位于低電平，SCR1被阻斷，零電壓檢測電路不會影響這一狀態(tài)。當輸入信號時，光隅:導通，光耦電流約10-20mA，使VT1變?yōu)榻刂範顟B(tài)，零電壓檢測電路起作用R3、R4、R5、R6及VT2組成零電壓檢測電路;

若交流電壓不過零，則VT2飽和導通，SCR1不會被觸發(fā);若交流電壓過零時，VT2被截止，使SCR1的控制極通過R5、R6分壓獲得觸發(fā)信號，SCR1導通。此時，SCR2的控制極就會獲得正反兩個方向的觸發(fā)脈沖，SCR2導通，從而接通負載電源。

R7→整流橋→SCR1→整流橋→R8R8→整流橋+SCR1→整流橋→R7交流固態(tài)繼電器的波形單向波形和整流電路一致交流型和直流型固態(tài)繼電器SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類，分別在交流或直流電源上做負載的開關，不能混用。直流型的SSR，無過零控制電路，也不必設置吸收電路，開關器件一般用大功率開關三極管，其它工作原理相同。直流型SSR在使用時應注意：負載為感性負載時，如直流電磁閥或電磁鐵，應在負載兩端并聯(lián)一只快恢復二極管，極性如圖3所示，二極管的電流應等于工作電流，電壓應大于工作電壓的3倍。SSR工作時應盡量把它靠近負載，其輸出引線應滿足負荷電流的需要。使用電源屬經(jīng)交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應足夠大。典型參數(shù)表

參數(shù)名稱(單位)參數(shù)值最小典型最大輸入端直流控制電壓(V)3.2

14輸入電流(mA)

20

接通電壓(V)3.2

關斷電壓(V)

1.5反極向保護電壓(V)

15絕緣電阻(Ω)109

介質耐壓(V)1500

輸出端額定輸出電壓(V)25

250額定輸出電流(A)

10浪涌電流(A)

100過零電壓(V)

±15輸出壓降(V)

2.0輸出漏電流(mA)

10接通電間(mS）

10關斷時間(mS)

10工作頻率(Hz)47

70

關斷dV/dt(V/μs)

200

晶閘管結溫℃

110工作溫度(℃)-20

+80典型電路在交流感性負載上并聯(lián)RC電路或電容，也可抑制加至SSR輸出端的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率。RC吸收回路，特別是并聯(lián)在SSR輸出端的RC吸收回路，如果和感性負載組合不當，容易導致振蕩，在負載電源上電或繼電器切換時，加大繼電器輸出端的瞬變電壓峰值，增大SSR誤導通的可能性，所以，對具體應用電路應先進行試驗，選用合適的RC參數(shù)。通常SSR均設計為“常開”狀態(tài)，即無控制信號輸入時，輸出端是開路的但在自動化控制設備中經(jīng)常需要“常閉”式的SSR，這時可在輸入端外接一組簡單電路，如圖c所示，這時即為常閉式SSR。

三相固態(tài)繼電器也有三相的固態(tài)繼電器控制方式和單相一樣內部3路小功率大功率固態(tài)調壓器原理和固態(tài)繼電器一樣；電壓可調，但波形不連續(xù)一般用于電阻負載，不適合電機負載固態(tài)繼電器、調壓器選型電壓等級一致電流裕量要比普通繼電器大阻性負載時,

2-3倍負載感性/容性負載時,

3-4倍負載滿足散熱要求，環(huán)境溫度高或散熱欠佳時,應增加電流容量。短路保護：在負載回路中串接快速斷路開關或快速熔斷器。過壓保護：感性負載時，在輸出端并接壓敏電阻，以防過壓時損壞晶閘管。壓敏電阻(MOV)的選配：240V檔時選430-470V，440V檔時選680-750V，660V檔時選1100-1200V。

4.3半導體式時間繼電器4.2.1概述4.2.2通電延時型半導體式時間繼電器4.2.3斷電延時型半導體式時間繼電器4.2.4帶瞬動觸點的通電延時型時間繼電器4.2.5JS20系列半導體式時間繼電器的型號及其含義4.2.6JS20系列半導體式時間繼電器的技術參數(shù)圖形符號:通電延時線圈延時觸頭KTKT斷電延時線圈延時觸頭KTKT瞬時觸頭KT半圓開口方向是觸點延時動作的指向1、通電延時型控制線路SB2按下→KA接通

→KT接通→延時→KM接通2、斷電延時型控制線路SB2按下→KA接通→KT接通→KM立即接通SB1斷開→KA，KT斷開→延時→KM延時后斷開特點：半導體式+執(zhí)行繼電器壽命長，精度高，體積小，調節(jié)范圍寬目前的主流產(chǎn)品半導體式時間繼電器一般分為RC充放電式(模擬式)時間繼電器數(shù)字式時間繼電器微機式時間繼電器4.2.1概述

1）RC充放電式(模擬式)時間繼電器利用電容對電壓變化的阻尼作用作為其延時基礎，并且大多數(shù)阻尼式延時電路都有類似下圖所示的電路結構形式由阻容環(huán)節(jié)、鑒幅器、出口電路和電源四部分組成當接通電源時，電源電壓通過電阻R對電容C充電，電容上的電壓Uc按指數(shù)規(guī)律上升。當Uc上升到鑒幅器的門限電壓Ud時，鑒幅器即輸出開關信號至后級電路，使執(zhí)行繼電器動作。電容充電曲線如圖

圖4-8阻容延時電路基本結構形式

JS20系列半導體式時間繼電器

<1>分類單結晶體管電路場效應管電路<2>延時等級通電延時型分為1,5,10,30,60,120,180,300,600,1800,3600s斷電延時型分為1,5,10,30,60,120,180s.圖4-10JS20系列半導體時間繼電器通電延時型半導體式時間繼電器圖4-11JS20單結晶體管時間繼電器電路圖4-12JS20單結晶體管時間繼電器框圖

延時環(huán)節(jié)、鑒幅器、輸出電路、電源和指示燈N五部分組成電壓的穩(wěn)壓部分由電阻R1和穩(wěn)壓管V3構成,供給延時和鑒幅輸出電路中的晶閘管VT和繼電器KA電容C2的充電回路有兩條:一條是通過電位器RP1和電阻R2，另一條是通過由低阻值電阻R4、R5和電位器RP2組成的分壓器經(jīng)二極管V2向電容C2提供的預充電路。電路工作原理

當接通電源后，經(jīng)V1整流、電容C1濾波以及穩(wěn)壓管V3穩(wěn)壓的直流電壓通過RP2、R4、V2向電容C2以極低的時間常數(shù)快速充電也通過RP1和R2向該電容充電。電容C2上電壓在相當于UR5預充電壓的基礎上按指數(shù)規(guī)律逐漸升高。當此電壓大于單結晶體管的峰點電壓Up時，單結晶體管V4導通，輸出電壓脈沖觸發(fā)晶閘管VT。VT導通后使繼電器KA吸合，除用其觸點來接通或分斷外電路外，還利用其另一常開觸點將C2短路，使之迅速放電，為下次使用作準備。此時氖指示燈N啟輝。當切斷電源時，KA釋放，電路恢復原始狀態(tài)，等待下次動作。

斷電延時型半導體式時間繼電器當切斷斷電延時型時間繼電器電源后，其觸點仍暫時保持不動，等到延時時間達到后才動作JS20斷電延時型時間繼電器采用了兩個延時繼電器，一個是帶有機械鎖扣的瞬動延時型時間繼電器KD，當接通電源，KD立即吸合并通過機械鎖扣自鎖。機械鎖扣示意圖如圖4-13所示。當切斷電源后，它自己不能釋放，其釋放是依靠另一個繼電器Ks。Ks在斷電以后經(jīng)過預定的延時時間短時地吸動一下，打開KD的機械鎖扣，于是KD延時釋放。圖4-13帶有機械鎖扣繼電器結構示意圖JS20斷電延時繼電器原理接通電源后，四個電容器均迅速充電。C1(50uF)是電源濾波電容，C2(33uF)、C4(50uF)是在電源斷電以后分別給場效應晶體管和Ks回路提供電壓及能量的電容器。C3是延時電容。C3上電壓接近穩(wěn)壓管V4的電壓，而C2上的電壓由于有電位器RP2的分壓作用，其值較小，因此V1(場效應管)的UGS=UC2-UC3〈0,調整RP2可使V1處于關斷狀態(tài)，V2,V3也隨之截止。當電源切斷后，C2，C4分別因V1，V3，截止而無法放電，C3則可以通過放電電阻RP1+R5放電。當放電到UGS大于其夾斷電壓一定值時，V1導通，C2通過R4,V3,V2的發(fā)射結和V1的D、S極放電，由于V2導通，C3也經(jīng)R4,V3的發(fā)射結及V2放電，C3上的電壓下降又促使V1進一步導通。這一正反饋過程使C2，C3，C4迅速放電，各管迅速導通，Ks吸動，打開KD的機械鎖扣。電路中的二極管V6，V7，V9分別用來防止C2

，C3，C4在延時過程中對其他低電阻放電，V5起溫度補償作用，KD在吸合后有鎖扣自鎖，故通電后可用其一對轉換觸點將自己斷電。為使吸合過程可靠(KD中電流為半波整流電流)，線圈上并聯(lián)了一個小容量電容C5采用CMOS集成電路CD4060構成，繼電器由振蕩器、分頻器和三級脈沖計數(shù)器組成，通過BCD碼撥盤開關整定延時值繼電器通常不帶電，一但施加額定電壓后，繼電器內部瞬動繼電器動作，同時使晶體起振，產(chǎn)生時鐘脈沖，經(jīng)分頻后由計數(shù)器計脈沖數(shù)，當所計脈沖數(shù)達到延時整定值時，觸發(fā)器翻轉，驅動出口繼電器動作，實現(xiàn)所需延時由于采用晶振,并增加時間補償預置電路，對于極短的延時值也嚴格符合整定值,具有極高的精度2）數(shù)字式時間繼電器DHC80910集成電路是一個單片機最小系統(tǒng)，由CPU、片內ROM、片內RAM、可編程輸入/輸出(I/O)、計數(shù)器/定時、LCD驅動電路、LCD基準電壓電路和振蕩電路構成。由兩路電源供電，當外部有電源時，該電路由外部電源供電，當外部停電時，停電檢測電路立即發(fā)出停電信號使該電路的功耗減到最小，此時單片機由電池供電保持RAM中的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)保持時間可達10年)，并且設定按鈕能夠在停電時設定數(shù)據(jù)當設定好數(shù)據(jù)后，鍵保護輸入能按不同的要求分別鎖定功能設定(MODE)鍵、復位(RESET)鍵和時間設定鍵使這些鍵的操作無效，這樣可以防止誤操作，也使操作者只能改變設計者允許改變的數(shù)據(jù)。3）微機式時間繼電器原理框圖

圖4-2DHC6多制式時間繼電器的原理框圖<3>主要技術指標①對延時范圍的要求:每種延時等級的最大延時值應大于其標稱的延時值，但小于其標稱延時值的110%；最小延時值應小于其標稱延時值的90%②通電延時型的重復工作時間間隔:重復工作時間間隔不小于1s,即兩次使用的間隔時間只要不小于1s，則延時電容就不會有明顯的殘存電壓而影響下次工作的延時精度。③斷電延時型最小通電時間:最小通斷時間不小于1s，則在接通電源后，斷電延時電容迅速充電的時間不大于1s，從而保證在通電后1s就可以進行斷電延時。④重復延時誤差:重復延時誤差不大于±3%<3>主要技術指標⑤綜合延時誤差:工作電壓為額定電壓的85%~110%、環(huán)境溫度在-10~40范圍內變化時，連續(xù)動作誤差不大于±10%。⑥抗干擾性能:主要是指對電源串入的音頻和高頻干擾信號的抵御能力。當JS20的電源端疊加有f為150~15000Hz、幅值(有效值)為工作電壓的5%音頻正弦信號，或疊加有2次/s、峰值為電源電壓2倍、寬度分別為20us與80us的脈沖信號時，時間繼電器應符合重復延時誤差的要求。<3>主要技術指標<3>主要技術指標典型接線電阻負載<

3A容性負載<0.5A可以由時間繼電器直接控制4.3半導體式行程開關本節(jié)結構4.3.1概述4.3.2典型范例一——停振型行程開關4.3.3典型范例二——差動變壓器型行程開關4.3.1概述

無觸點的行程開關又稱為接近開關(半導體式行程開關)。當某種物體與之接近到一定的距離時就會發(fā)出動作信號，它不像機械行程開關那樣需要施加機械力，而是通過其感辨頭與被測物體間的介質能量變化來獲取信號。半導體式行程開關的應用已遠遠超出一般行程控制和限位保護的范疇，例如用于高速計數(shù)、測速、液面控制、檢測金屬體的存在、零件尺寸以及無觸點按鈕等。即使用于一般行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命和對惡劣環(huán)境的適應能力也優(yōu)于一般機械式行程開關。三、接近開關的特點

（1）非接觸檢測，與被測物不接觸（2）不會產(chǎn)生機械磨損和疲勞損傷、工作壽命長（3）響應快響應時間只有幾毫秒或十幾毫秒（4）無觸點、無火花、無噪聲（5）防潮、防塵、防爆性能較好(金屬或者高強度塑料外殼，內部樹脂填充)（6）輸出信號負載能力強、體積小、安裝、調整方便；使用注意點：觸點容量較小、輸出短路時易燒毀。

分類

半導體式行程開關根據(jù)其感辨機構的工作原理可以分為：

(1)高頻振蕩型

(2)電磁感應型

(3)電容型

(4)光電型

(5)永磁型

(6)超聲波型

(7)霍爾型(1)高頻振蕩型行程開關(電渦流型)高頻振蕩型行程開關是一種有開關量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體接近產(chǎn)生電磁場的振蕩感應頭，使物體內部產(chǎn)生渦流，渦流反作用于行程開關，使行程開關振蕩能力衰減，內部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通斷。這種行程開關用于檢測各種金屬物體，當前應用最為普遍。另外，值得指出的是:不同的金屬物體接近振蕩感應頭時，使行程開關振蕩能力衰減的程度不一樣，表3-2列出了幾種常用金屬體的衰減系數(shù)。（2）電磁感應型行程開關(包括差動變壓器型)

利用被檢測物體接近時產(chǎn)生的渦流及磁場的變化，以衡量檢測線圈和比較線圈之間差值進行動作的。用于檢測導磁和非導磁金屬。（3）電容型行程開關

這種開關通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是開關的外殼，而外殼是接地或與設備的機殼相連。同時和其他電路構成電容式振蕩器。它的電容位于傳感界面，當物體接近時，將因為耦合電容值的變化而振蕩，從而產(chǎn)生振蕩或停止振蕩使輸出信號發(fā)生改變。電容式行程開關可用各種材料觸發(fā)，如固體、液體或粉末狀物體。（4）光電式行程開關利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其檢測的物體不限于金屬，也可以進行非接觸、無損傷地檢測和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等的狀態(tài)和動作。依據(jù)檢測方式的不同，光電式行程開關可分為:反射式光電開關、對射式光電開關、鏡面反射式光電開關三種類型。（5）永磁型行程開關利用永久磁鐵的吸力驅動舌簧開關而輸出信號。永磁型以及磁敏元件用于檢測磁場及磁性金屬。（6）超聲波型行程開關

主要由壓電陶瓷傳感器、發(fā)射超聲波和接收反射波用的電子裝置及調節(jié)檢測范圍用的程控橋式開關等幾個部分組成。適于檢測不能或不可觸及的目標，其控制功能不受聲、電、光等因素干擾，檢測目標可以是固體、液體或粉末狀態(tài)的物體，只要能反射超聲波即可。（7）霍爾型行程開關將磁信號轉換為電信號輸出方式工作的，其輸出具有記憶保持功能。內部的磁敏元件僅對垂直于傳感器的截面磁場敏感，當磁極S正對接近開關時，接近開關的輸出產(chǎn)生正跳變，輸出為高電平。若磁極N正對接近開關時，輸出為低電平。圖4-16常見的半導體式行程開關主要技術指標

①動作距離與復位行程

大多數(shù)半導體式行程開關的動作距離是指開關剛好動作時感辨頭與檢測體之間的距離。半導體式行程開關說明書中規(guī)定的是動作距離的標準值，在常溫和額定電壓下，開關的實際動作值不應小于其標準值也不能大于其標準值的20%。一般動作距離在5~30mm之間，精度為5um—0.5mm。復位行程是指開關從“動作”到“復位”的位移距離。一般控制回差20%以內②重復精度

在常溫和額定電壓下連續(xù)進行10次試驗，取其中最大或最小值與10次試驗的平均值之差作為半導體式行程開關的重復精度。

（一般達到1%）③操作頻率

操作頻率即每秒最高操作次數(shù)。操作頻率的大小與半導體式行程開關信號發(fā)生機構的原理及出口元件的種類有關。采用無觸點輸出形式的半導體式行程開關，操作頻率主要取決于信號發(fā)生機構及電路中的其他儲能元件;若為觸點輸出形式，則主要取決于所用繼電器的操作頻率。（常用可以達到300-800Hz）

③標準檢測體

由于不同材料的動作距離是不同的，一般定義一個1mm厚的鐵片，作為標準檢測體，尺寸：20x20x1mm,25x25x1mm,30x30x1mm不等，由傳感器廠家定義。4.3.2典型范例一——停振型行程開關1、概述半導體式停振型接近開關屬于高頻振蕩型，是一種典型的半導體式停振型行程開關。高頻振蕩型行程開關是以金屬觸發(fā)為原理，主要由高頻振蕩器、集成電路或晶體管組成的放大電路和輸出電路三部分構成

停振型行程開關高頻振蕩型接近信號的發(fā)生機構實際上是一個LC振蕩器，其中L是電感式感辨頭。當金屬檢測體接近感辨頭時，在金屬檢測體中將產(chǎn)生渦流，由于渦流的去磁作用使感辨頭的等效參數(shù)發(fā)生變化，由此改變振蕩回路的諧振阻抗和諧振頻率，振蕩回路損耗增大，使振蕩停止。振蕩器的振蕩信號和停振信號，經(jīng)整形放大后轉換成開關信號輸出。LC振蕩器由LC諧振回路、放大器和反饋電路構成。按反饋方式可分為電感分壓反饋式、電容分壓反饋式和變壓器反饋式。半導體式停振型行程開關電路組成框圖2、示例半導體式停振型行程開關電路

當振蕩器振蕩時，V2頻繁開通關斷，C4濾波，V3可靠截止。當有金屬檢測體接近感辨頭L,使振蕩器停振時，V2關斷，V3導通。由C2取出的反饋電壓經(jīng)R2和R1加到晶體管V1的射極和“地”之間，取分壓比等于1，即C1=C2，其目的是為了能夠通過改變RP來整定開關的動作距離。振蕩器輸出的正半周電壓使C3充電。負半周C3放電，選擇較大的R4可減小放電電流，由于每周內的沖電量等于放電量，所以較大的R4也會減小充電電流，使振蕩器在正半周的負擔減輕。但是R4也不應過大，以免V2基極信號過小而在正半周內不足以導通。檢波電容C4由于充電時間常數(shù)R5C4遠大于放電時間常數(shù)(C4在V2導通時，通過V7放電)，因此當振蕩器振蕩時，V2的集電極電位基本等于其發(fā)射極電位并使V3可靠截止。當有金屬檢測體接近感辨頭L使振蕩器停振時，V3的導通。C4的另一個作用是當電路接通電源時，振蕩器雖不能立即起振，但由于C4上的電壓不能突變，使V3不致有瞬間的誤導通。4.3.3典型范例二——差動變壓器型行程開關差動變壓器型行程開關的感辨頭采用鐵氧體材料制成的H型鐵心中心柱上繞有勵磁繞組ω,感應繞組ω1

和ω2及

ω3和ω4各為同極形，而兩對繞組ω1

和ω2及

ω3和ω4反極性串聯(lián)，使輸出電勢為兩邊的差動電勢.當無檢測體時，鐵心兩側磁場對稱，輸出電勢，e0=e1-e2=0，當金屬體向右側氣縫接近時，檢測體中感生的渦流對右側磁場產(chǎn)生去磁作用，從而使二次繞組有差動電勢e0>0圖4-20差動變壓器型半導體式接近開關電路L：高頻激勵線圈有金屬物體接近時，有差動電勢e0>0C7是直流隔離電容，讓放大后的高頻信號e0

差動變壓器有較高的感辨