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更新时间：2011-4-12 0:33:24

英文名《Bus Static Power Switches》简称B-SPS，由长命晶闸管模块、光电数字触发器、过电压保护器构成，是“晶闸管+触发保护电路板”和“固态继电器+中间继电器+接触器”的更新换代产品；用户无须制作电路板；彻底淘汰有触点电器、可频繁通/断电、通/断电时刻精确、全过程正弦波、无火花电弧、可靠且耐用、无故障免维修，是国家技术创新重点项目。

它“过零触发”，在电压过零时刻才允许被控制电流（≥5mA）触发导通，其他时刻不被触发，显著减少误触发概率；半周波通/断电，全过程电压电流正弦波，无火花电弧，不会引起电火花严重电磁干扰。

它可直接挂上单片机、可编程序控制器PLC等，直接驱动电气设备智能运行。它可作通/断电开关、调功调压、多管轮流导通扩大电流而无须均流电路等多功能、变功能，由单片机软件设定。工程师只需设计好软件，无需制作电路板，节省大量时间又免除分立元件故障频繁的烦恼。

一、工作原理

总线固态开关原理电路见图2。它有二个控制端“-、+”，分别连接在单片机的I/O口、电源正极VCC上；I/O口挂在单片机片内总线上，从而总线固态开关就挂在单片机总线上。单片机有多少个I/O口（口数可以扩展），就可以挂多少块总线固态开关，由单片机统一指挥。它有二个功率端“1”和“23”，可把电力负载ZL与交流电力线“L1、L2”连接起来。这样便构成“单片机-总线固态开关-电力负载”智能运行机组。多台设备可通过多个B-SPS挂在同一个单片机上，协调运行。






　
单片机输出一个信号给某个I/O口，其对应的B-SPS的“-”端与电源负极VSS接通，产生控制电流If≥5mA，并且在交流电压Vac过零后依然保持5mA，见图2；则IC触发器导通，产生可控硅SCR门极电流Igt，最大可达到1A，足够触发SCR导通。一旦SCR导通，IC触发器就自然关断，门极触发电流Igt降为零，尽管此时控制电流If仍然存在。可控硅SCR触发时间不超过2μS，所以触发电流Igt需要持续的时间极短，尽管其数值达到1A；触发功耗极小。可控硅从交流线电压过零点开始触发导通直至电流为零而自然关断。电力负载ZL获得半个正弦波电流。单片机没信号输出，负载ZL断电。实现了半周波通/断电控制。

二、触发/关断方式

B-SPS又称“晶闸管过零电压混合模块”，其内部IC保证：仅在B-SPS功率端的交流电压Vac过零时刻，控制电流If才能触发SCR、功率端导通；导通时刻与交流电压过零时刻之误差小于0.6电度，见图2。其他时刻B-SPS不被误触发，抗干扰性强。B-SPS在全部工作期间，甚至在通/断电瞬间，电压电流都是正弦波，不引起设备异常振动和噪音，延长B-SPS工作寿命。B-SPS一旦触发，一直要导通到：流过它的电流降低到零而自然关断，因此不产生断电过电压。


　
（a）交流线电压Vac波形。（b）控制电流If波形。（c）负载二端电压Vzl波形。（d）负载电流Izl波形。

三、特点：

·具有长命晶闸管模块的优点，国际领先。

·采用高级DBC底板，耐用性指标承受冷热循环次数达标准的10倍，避免快速热老化击穿。

·内含瞬态衰减器，可承受4KV脉冲群、浪涌过电压，避免快速电老化击穿。浪涌和脉冲群抗扰度4级，适用“严酷”的工业环境，不干扰别的电脑，也不受外来电磁干扰。

·控制电路与主电路之间的隔离电压7KV。

1、通常固态继电器电流小，需要通过继电器、接触器驱动电气设备。接触器通/断电动作迟缓且有火花电弧，故障多寿命短。总线固态开关电流大，可直接驱动电气设备，省掉中间继电器和接触器，通/断电无火花电弧、达到快速、精确、频繁，无故障免维修、寿命长。这是任何有触点接触器望尘莫及的。

2、通常固态继电器所用的晶闸管的峰值电压仅1200V甚至800V，靠压敏电阻嵌位。而压敏电阻频繁击穿嵌位将加速劣化失效；又没有抗脉冲群过电压的能力，可靠性难以达到3级、耐用性也差。而总线固态开关所用的晶闸管的峰值电压为1600V，模块内又有专门的过电压保护电路，可把浪涌过电压箝位在1250V以下，高温时也不超过1600V。福建省中心检验所检测：抗浪涌电压达到（IEC61000-4-5:1995的）4级，抗电快速脉冲群干扰度达到（IEC(IEC61000-4-4:1995的)4级，适用“严酷的工业环境”。

3、国内外绝大多数固态继电器采用“厚铜底板”，是第一代产品，耐用性指标低。总线固态开关采用“高级DBC底板”，国外封装，耐用性指标“承受冷热循环次数”比标准（IEC TC47或JB/T7826.1-1995）提高10倍，无故障工作寿命、可靠性达到世界最先进水平。

4、用户无需设计制作、调试检修触发保护电路板，加上单片机就能用；可随意进行积木式组装分散分布，力争采用自然散热，省掉风扇及其保护电路，消除通风故障又缩小了体积。电流大、散热板面积小，仍须加风扇及通风故障保护电路。

四、使用方法

·建议外加瞬态衰减器，连接在1、2和2、3之间，每2～3年更新1次。

·它取代“2个晶闸管+瞬态过电压保护电路+触发电路+光电隔离+信号放大电路+继电器+接触器”，可作“无触点交流开关”，不受电磁干扰也不干扰其他微电脑、无火花无电弧，可用于易燃易爆场所，可满足频繁、快速、准确通/断电的要求，无故障工作寿命较接触器提高20～100倍，正确使用一辈子不坏。

·直接挂上单片机，直接驱动电气设备智能运行；接入/切出电阻、电容、电感；调节运行参数（温湿度、压力、负荷、电流、电压、功率、功率因数）等，精度达到半周波10mS。






　
·对于三相负载，可用三个总线固态开关把电气设备连接到单片机上，如下图所示。

·总线固态开关的额定电流是指交流电流有效值。特别强调，晶闸管不允许过载，1秒钟也不行！总线固态开关的额定电流应为负载额定电流的2～3倍。一般而言，负载是电阻取2倍以上，其他3倍以上，电动机还要考虑启动电流倍数。

·外加过电流保护电路可以在电流超限时立即停止触发信号。但这也无法阻止可控硅继续导通至零电流为止，此种保护不完全。模块的过电流和短路保护用快速熔断器最可靠。下图是3相B-SPS驱动电路。

五、安装要点：

1、模块底板与散热器之间的接触面一定要平整、光滑、清洁；如有毛刺、沙砾，可能刺伤底板造成电击穿。二接触面之间应垫上本公司的绝缘导热垫片（一次性使用）；再用螺钉拧紧，太松散热差。

2、外接导线的端头应焊接铜鼻，通过铜鼻与模块功率端用螺钉连接；接触面之间涂导电膏，可显著增大导电接触面，避免接头过热。铜鼻最好镀银，连接孔Ф5～6为好。　　

3、安装尺寸见左上图(100～360A)：



　
六、产品型号



七、产品规格和技术数据

　　额定电压为400 VAC，不超过460 VAC。若瞬间交流电压超过460 VAC，过电压保护电路自动启动。福建省中心检验所检测：抗4KV浪涌电压。模块内部电路与底板之间绝缘电压为3000VAC。主要规格性能数据：



　

型号
额定电流Irms，A
浪涌电流Itsm，A
控制电压，V
控制电阻R

Ω
控制电流

典型值mA

典型值
最大值

MTX100-16CM-B05
　

100
　

520
05
12
(390)330
(5.1)6

　　　　　 -B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

　　　　　 -B24
24
1000
3.9K
5.4

MTX160-16CM-B05
　

160
　

1150
05
12
390
5.1

　　　　　 -B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

　　　　　 -B24
24
1000
3.9K
5.4

MTX200-16CM-B05
　

200
　

1500
05
12
390
5.1

　　　　　 -B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

　　　　　 -B24
24
1000
3.9K
5.4

MTX260-16CM-B05
　 260
　 2150
05
12
390
5.1

-B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

-B24
24
1000
3.9K
5.4

MTX300-16CM-B05
　 300
　 2200
05
12
390
5.1

-B10
10（12）
1.2K
5.8（7.5）

-B24
24
1000
3.9K
5.4





　　　注：（1）控制端加上的直流电压应低于“最大值”。专家建议：控制电压采用“典型值”，则电流为表列值。控制电流最好为5～10mA，允许值为5～60 mA。BSPS有3种直流控制电压5、10、24VDC，任选；也可自定，但是控制电流应≥5mA为好。
（2）交流电路中，模块内部RC过电压保护电路有电流流过。但是这电流不是可控硅的关态电流。在直流电路中，RC没有电流流过；模块的关态电流才是可控硅的关态电流，仅0.1mA。只有标准的1/200。