选择继电器：选择较新固态继电器还是旧机电继电器

当嵌入式系统需要与外界接触以检测强信号时，它们通常需要在I/O上进行电膨胀。问题是：我应该使用 SSR 还是 EMR 来执行此操作？

您的嵌入式系统迟早需要将其 I/O 连接到外部世界，而且通常更早。最常见的外部 I/O 涉及开/关电路的检测和控制，范围从“干电路”（无或几乎为零电流）、5V 或 12V 直流信号、24 VAC、120/240 VAC 电源线等。此外，由于基本信号不兼容（3V I/O 与交流线路电压）以及用户和系统安全性，您不希望机箱或 PC 板中出现高电压，因此需要电流隔离，这意味着您的系统与外部世界之间没有欧姆路径，图 1。

电气隔离的功能是将信号信息从输入传递到输出，但两侧之间没有任何导电（欧姆）路径。（图片来源：EE Publishers （Pty） Ltd）

这就是隔离模块进入故事的地方。对于大多数嵌入式系统应用，这些是独立的插座继电器，可以根据需要轻松交换、更改或升级。“继电器”一词实际上是指两种截然不同的实现：1860 年代开发的机电继电器 （EMR）（是的，很久以前）！以及 1960 年代首次推出的固态继电器 （SSR）。 （请注意，我们在这里谈论的是功率或低频信号的继电器;也有用于射频的继电器，但它们是非常不同的生物，评估和选择它们的标准也非常不同。

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SSR 和 EMR 的工作原理很简单，但有很大不同。简而言之，SSR 使用一个 LED/光电晶体管进行隔离耦合，同时允许代表感测开关闭包或电流流向负载打开或关闭的信号通过，图 2。

光隔离的原理很简单：LED将电信号的能量转换为光子，光子穿过间隙并到达光电晶体管，然后将其能量重新转换为电信号。（图片来源：Phidgets， Inc）

更老的EMR使用驱动到电磁铁中的电流作为其输入信号;当电磁铁通电时，它会拉动电枢，电枢物理闭合附近的一个或多个触点，图3。（因此，EMR 有时被称为触点或线圈继电器。

机电继电器使用基本电磁元件启动电枢运动，并且可以支持多极以及常开 （NO） 和常闭 （NC） 触点的同时操作。（图片来源：Glolab Corporation）

显而易见的问题是：“在您的嵌入式系统设计中使用哪一个？与大多数工程决策一样，答案很简单：“视情况而定”。一般来说，大多数 EE 将 SSR 视为首选，因为 SSR 更容易与低电平电子信号接口，具有微秒的快速切换时间（与 EMR 的毫秒相比），并且额定工作周期为数千万次。许多 SSR 还具有一个小的指示灯 LED，因此用户可以判断它是否已激活，这是一个方便的功能。

众所周知，EMR 在某些应用中是首选，即使它们具有大多数 EE 担心和可能担心的移动部件。EMR 可以承受电压和电流尖峰和过载，并且从信誉良好的供应商处正确选择的 EMR 通常额定为数千万次循环。每年售出数亿台，虽然有些用于更换用途，但许多用于需要其独特功能组合的新设计。EMR 不附带指示灯 LED，但在打开和关闭时会发出咔嗒声;有些人觉得这很烦人，而另一些人则觉得这令人放心。

SSR 和 EMR 均具有广泛的触点额定值和其他规格（交流、直流、电压、电流）。在某些情况下，选择哪一个的决定可能相当明显，但在许多情况下并非如此。例如，如果继电器处于工业或易燃环境中，则通常首选 SSR，因为它没有移动部件，也没有危险的火花，而 EMR 确实有接触火花。但是，如果继电器需要多个触点极，或者在通电时每个极上同时需要触点闭合和触点开路，则单个 EMR 可提供所有这些。此外，SSR 往往在“触点闭合”模式下失效，而 EMR 往往在“开路”模式下失效;这也可能是一个考虑因素。

总结

许多网站解释了 SSR 和 EMR 的相对属性，并且有许多供应商提供这两种继电器类型，因此可以对每种类型进行公平评估。如果他们的网站只谈论一种类型的优点，而没有至少承认其相对缺点，那么在做出决定时请谨慎判断。

在某些情况下，SSR/EMR 的选择是显而易见的，一种类型在性能、成本和其他属性方面具有明显的优势。然而，在许多情况下，决定更加困难，因为每种类型都会带来一个强大的相对利弊配对列表。那时设计审查变得艰难，因为至少有一位与会者会问，并且有一定的道理：“你为什么不选择另一个？

审核编辑：郭婷