继电器选择更新的固态还是旧的机电

迟早——通常更早——您的嵌入式系统需要将其 I/O 连接到外部世界。最常见的外部 I/O 涉及开/关电路的感应和控制，其范围可以从“干电路”（无电流或几乎为零电流）到 5V 或 12V 直流信号，到 24 VAC，到120/240 VAC 电源线等。此外，由于基本信号不兼容（您的 3-VI/O 与 AC 线路电压）以及用户和系统安全，您不希望您的盒子或 PC 板上有高电压，因此您需要电流隔离，这意味着有在您的系统和外部世界之间没有欧姆路径，图 1。

电气隔离的作用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。

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，这些都是独立的插座继电器，可以根据需要轻松更换、更改或升级。“继电器”这个词实际上指的是两种截然不同的实现方式：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，我们在这里讨论的是用于功率或低频信号的继电器；也有用于 RF 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。）

EMR 与 SSR

SSR 和 EMR 的操作原理都很简单，但又完全不同。简而言之，SSR 使用 LED/光电晶体管进行隔离耦合，同时允许表示感应到的开关闭合或流向负载开或关的电流的信号通过，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。

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，从而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来启动电枢运动，并且可以支持多极以及常开 （NO） 和常闭 （NC） 触点的同时操作。

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 都将 SSR 视为首选，因为 SSR 在某种程度上更容易与低电平电子信号接口，具有微秒级的快速切换时间（与 EMR 相比为毫秒级），并且额定为数千万的操作周期。许多 SSR 还具有一个小型 LED 指示灯，因此用户可以判断它是否已激活，这是一个方便的功能。

在众所周知的“另一方面”，EMR 在某些应用程序中是首选，即使它们具有移动部件，这是大多数 EE 担心和担心的。EMR 可以承受电压和电流的尖峰和过载，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。每年售出数以亿计的产品，虽然有些用于替换使用，但许多用于需要其独特功能组合的新设计。EMR 没有 LED 指示灯，但在打开和关闭时会发出咔哒声；有些人觉得这很烦人，而另一些人则觉得这让人放心。

SSR 和 EMR 均提供各种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，通常首选 SSR，因为它没有活动部件，也没有危险火花，而 EMR 确实有接触火花。但是，如果继电器需要多个触点，或者在通电时需要在每个极上同时关闭触点和打开触点，则单个 EMR 可以提供所有这些。此外，SSR 往往会在“触点闭合”模式下失效，而 EMR 往往会在“打开”模式下失效；这也可能是一个考虑因素。

概括

许多网站解释了 SSR 和 EMR 的相关属性，并且有许多供应商同时提供这两种继电器类型，因此可以对每种类型进行公平的评估。如果他们的网站只谈论一种类型的优点而没有至少承认它的相对缺点，那么在做出决定时要谨慎判断。

在某些情况下，SSR/EMR 的选择是显而易见的，其中一种类型在性能、成本和其他属性方面具有明显优势。然而，在许多情况下，做出决定更加困难，因为每种类型都会带来一个强有力的相对优缺点列表。那是设计审查变得艰难的时候，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