固态继电器的等效电路

我想切换50V交流电压。最大消耗电流为5A。频率为50Hz。切换速度并不重要，可以真正降低速度，这对我的应用程序来说不是问题。

为此，我想首先使用固态继电器。但是，当我开始搜索SSR时，我发现它们的价格太高了。对于更便宜的替代解决方案，我想使用MOSFET晶体管（也可以是其他类型的晶体管）代替固态继电器。

您能建议我上述规格的固态继电器的MOSFET等效电路吗？

进行SSR的三种方法如下：

前两个使用FET，并且可以根据需要在整个AC周期中关闭和打开。需要了解切换速度。浮动栅极版本具有一个RC时间常数，可控制关断，除非格外注意避免出现这种情况。

TRIAC电路在发射时导通，在下一个零交叉时断开。可以在零交叉点过后立即将其触发，但是再次触发，直到下一个零交叉点时才能关闭。因此，您可以获得从点火点到该半周期结束的整个半周期或部分半周期。感性负载使这一点稍微复杂化，但超出了基本讨论范围。

（1）在4二极管桥内部放置一个MOSFET作为“负载”。FET导通时，交流电桥接交流输入“短路” =交流电导通。栅极浮置，因此您需要获得栅极电压。不难，但需要思考。概略图-也许以后再好。此处显示的晶体管是双极晶体管，但MOSFET的作用相同。MOSFET总是看到直流电。负载见交流切换。用光电驱动门。通过例如电阻将功率从漏极馈送到储液室盖，以通过光电驱动栅极。

（2）两个例如N沟道MOSFET串联-将源极连接至源极，将栅极连接至栅极。输入为2 x漏极。将栅极+ ve驱动至源极以使其导通。闸至源关闭。同样，门和源浮动，因此您需要驱动它们，但不是很难-只需要考虑一下。

下面的电路图显示了该原理的实际实现示例。
请注意，FET均为N沟道，并且两个FET的源极均已连接，并且两个FET的栅极均已连接。该电路之所以起作用，是因为MOSFET是两个象限器件-也就是说，无论漏极至源极电压是+ ve还是-ve，N沟道FET都可以通过正向源极的正栅极导通。这意味着如果以正常方式驱动，FET可以“向后”导通。由于每个FET内部都存在“体二极管”，当FET的偏置电压与通常情况相反时，导通，因此需要两个“反串联” FETS以“反串联”（相对极性相反）连接。如果仅使用一个FET，则在漏极相对于源极为负时，当FET关闭时它将导通。

注意，通过2 x 100 pF电容器可实现“隔离”和开/关信号至浮栅的电平移动。将右侧的电路视为潜在的电源电位。右手74C14形成一个约100 kHz的振荡器，并且它们之间的两个反相器通过2个电容器向形成桥式整流器的4个二极管提供相反极性的驱动。整流器为浮动FET栅极提供直流驱动。栅极电容大约为几个nF，当驱动信号被移除时，R1会将其放电。我猜想，将驱动器卸下的时间可能会在十分之一毫秒之内发生，但是您自己进行计算。

电路是从这里和笔记

• 该电路使用廉价的C-MOS逆变器封装和几个小电容器，以从12v至15v电源驱动两个功率MOS晶体管。由于用于驱动FET的耦合电容值很小，因此从电源线到控制电路的泄漏电流仅为4uA。仅需要约1.5mA的DC即可为负载打开和关闭400瓦AC或DC电源

（3）三端双向可控硅电路

您特别提到了MOSFET。
TRIAC也常用于AC SSR。
下面是一个典型的TRIAC电路。
L1可能无法使用。
C1和R6形成一个“缓冲器”，其值取决于负载特性。

固态继电器以最简单的形式光耦合背靠背SCR。您可以自己复制该文件，但会有些混乱。由于固态继电器是光电隔离的，因此输出侧可以像真实继电器一样相对于输入侧浮动。

如果您确实需要隔离，那么自己进行隔离会变得很复杂。您说开关速度慢，为什么不使用常规机械继电器呢？

如果您不需要隔离，那么有多种可能性。一种是使用双向可控硅并直接从电路中对其进行控制。有关详细信息，我们需要更多地了解如何将此50V AC引用（或不引用）您可用的任何电源。

您是完全正确的，SSR非常昂贵。最简单的选择是使用光电三端双向可控硅开关元件+功率三端双向可控硅开关元件来滚动自己的电源：

这比同等的SSR成本降低了80％。

MOC3041在电压的过零处切换，因此这可能是一个优势。如果不需要，则MOC3051是随机开关光电三端双向可控硅开关。使用三端双向可控硅开关元件的缺点可能是电压下降了几伏，而当切换电压仅为50V时，相比例如230V而言，损耗更大。
MOSFET作为开关元件可能听起来更好，但是如果像在Russell的解决方案中那样在桥中使用它，无论如何都会有大约相同的压降，但这一次跨在二极管上。

关于压降的最佳解决方案是使用老式的机电继电器。根据负载的类型，您必须降低继电器的额定值，因此要切换5A，可能需要16A版本。16A继电器的价格与DIY SSR相当。