什么是 SWITCH ？開關(guān)僅是用于打開和關(guān)閉設(shè)備的設(shè)備。該設(shè)備很可能是風扇，電視等電氣設(shè)備。要使電流從電路中流過，必須需要一條閉合路徑（環(huán)路）。如果開關(guān)為OFF，則表示電路斷開，電流不能流過導(dǎo)體，并且設(shè)備已斷電（OFF狀態(tài)）。為了使其充滿能量，我們必須打開開關(guān)，使其形成完整的電路并閉合路徑。因此，電流可以流經(jīng)設(shè)備，并且可以導(dǎo)通。因此，開關(guān)的功能是使（開關(guān)接通）和斷開（開關(guān)斷開）電路。

在控制系統(tǒng)工程中，開關(guān)起著重要的作用。 主要有兩種類型的開關(guān)：機械開關(guān)和電氣開關(guān)。機械開關(guān)需要與開關(guān)進行物理或手動接觸才能進行操作。電氣開關(guān)不需要物理或手動接觸，它具有執(zhí)行操作的能力。電氣開關(guān)在半導(dǎo)體的作用下工作。

機械開關(guān)：

機械開關(guān)進一步分為不同類型開關(guān)的數(shù)量（取決于極數(shù)和直通數(shù)）。極數(shù)是指開關(guān)可用的輸入電路（電源電路）的數(shù)量。擲是指開關(guān)可用的輸出電路數(shù)（電流可以流過的路徑數(shù)）。

單刀單擲（SPST）

單刀雙擲（SPDT）

雙刀單擲（DPST）

雙刀雙擲（DPDT）

兩刀六擲（2P6T）

瞬時操作開關(guān)/瞬時控制開關(guān)

按鈕

壓力開關(guān)

溫度開關(guān)

撥動開關(guān)

旋轉(zhuǎn)開關(guān)

在機械開關(guān)中，兩個金屬板相互接觸以完成電流

1）單刀單擲（SPST）： 此開關(guān)由兩個端子組成；一個輸入端子稱為極，一個輸出端子稱為擲。因此，此開關(guān)的名稱為 單刀單擲。 此開關(guān)是最簡單的開關(guān)示例。通常，此開關(guān)用于單回路，意味著電路只需要控制一個閉合路徑。單刀單擲開關(guān)的符號如圖1a所示。如圖1b所示，此開關(guān)與設(shè)備，信號源或元件串聯(lián)。

2）單刀雙擲（SPDT）： 一個輸入端子（極）和兩個輸出端子（投擲），如圖2a所示。通過使用此開關(guān)，我們可以為兩個環(huán)路提供電流或信號，如圖2所示。有時，此開關(guān)稱為選擇器開關(guān)。

3）雙刀單擲（DPST）： 此開關(guān)由四個端子組成；如圖3a所示，兩個輸入端子（極）和兩個輸出端子（投擲）。此開關(guān)與兩個SPST開關(guān)非常相似。兩個開關(guān)均與單個肝臟相連，因此，兩個開關(guān)可同時運行。這些開關(guān)在我們希望同時控制兩個電路時使用，如圖3b所示。

4）雙刀雙擲（DPDT）： 兩個輸入端子（極），每個極兩個端子，因此總共有四個輸出端子（擲），如圖4a所示。此開關(guān)的操作類似于兩個單獨的SPDT開關(guān)同時操作。在此開關(guān)中，輸入（極點）的兩個端子在開關(guān)的位置1與一組輸出（擲1）的一組（兩個）連接。如果我們更改開關(guān)的位置，它將將該輸入與第二組輸出（端子2）連接，如圖4b所示。如示例所示，假設(shè)電動機在順時針方向旋轉(zhuǎn)在位置1，如果更改為位置2，則電動機將在逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

5）兩極六擲（2P6T）： ：該端子由14個端子組成；兩個輸入端子（極），每個極六個端子，因此總共有十二個輸出端子（擲），如圖5a所示。通常，這種開關(guān)類型用于與公共輸入端子進行電路轉(zhuǎn)換。

6）瞬時操作開關(guān)：

按鈕開關(guān)： 按下開關(guān)時，開關(guān)觸點閉合，使電路閉合以流過電流；當您從按鈕上取下壓力時，開關(guān)觸點斷開，并斷開電路。因此，該開關(guān)是瞬時接觸開關(guān)，能夠通過接通和斷開其接觸來控制電路。在按鈕開關(guān)中，當您從開關(guān)上釋放壓力時，會布置彈簧以斷開觸點。

壓力開關(guān)： 開關(guān)由C形隔膜組成。根據(jù)壓力，該隔膜指示壓力。在工業(yè)應(yīng)用中，這些開關(guān)用于感測空氣，水或油的壓力。當系統(tǒng)壓力從設(shè)定值升高或降低時，此開關(guān)便會運行。

溫度開關(guān)： 這種類型的開關(guān)由溫度感應(yīng)裝置組成，例如RTD（電阻溫度設(shè)備）。此開關(guān)根據(jù)測得的溫度值進行操作。

撥動開關(guān)： 這種類型的開關(guān)通常在家庭應(yīng)用中用于接通和斷開電氣電器。

旋轉(zhuǎn)開關(guān)： 該類型的開關(guān)用于連接設(shè)備。一行與許多行之一。通信設(shè)備中的萬用表旋鈕，通道選擇器，范圍選擇器計量設(shè)備頻段選擇器就是此類開關(guān)的示例。該開關(guān)與單刀多擲開關(guān)相同。但是此開關(guān)的布置不同。

電氣開關(guān)：

電氣開關(guān)不過是什么而已是半導(dǎo)體器件。這些開關(guān)因其低成本，小尺寸和可靠性而更加有用。在此開關(guān)中，使用了諸如硅（Si），鍺（Ge）等半導(dǎo)體材料。通常，這種類型的開關(guān)用于集成電路（IC），電動機驅(qū)動器，HVAC應(yīng)用，并且也廣泛用于用作控制器的數(shù)字輸出（DI）。

繼電器

雙極晶體管

功率二極管

MOSFET

IGBT

SCR

TRIAC

DIAC

GTO

1）繼電器： 繼電器按照機電原理工作，因此此開關(guān)也稱為機電開關(guān)。當電流通過線圈時，它將在線圈周圍產(chǎn)生磁場。磁場的量取決于通過線圈的電流量。觸點的布置方式是，如果電流隨著窗簾限位而增加，則觸點將通電并改變其位置。有時，出于安全目的，繼電器使用雙金屬條來檢測溫度。繼電器具有廣泛的電壓和電流范圍。在電力系統(tǒng)中，繼電器在故障識別中起著重要的作用。在工業(yè)中，繼電器也被用作保護裝置。

2）雙極晶體管： 雙極結(jié)型晶體管有三個端子；基極，發(fā)射極和收集極。晶體管工作在三個區(qū)域。截止，飽和和有效區(qū)域。晶體管的符號如圖6所示。出于切換目的，不使用活動區(qū)域。如果在基極端子上有足夠的電流可用，則晶體管進入飽和區(qū)域，電流將流過集電極-發(fā)射極路徑，并且晶體管將充當導(dǎo)通開關(guān)。如果基極電流不足，電路將斷開，電流將無法流經(jīng)集電極-發(fā)射極，并且晶體管會進入截止區(qū)域。在該區(qū)域中，晶體管充當OFF開關(guān)。晶體管在電子應(yīng)用中用作放大器，它也用于制作與門（與門），而不是數(shù)字電路中的晶體管，晶體管也用作集成電路中的開關(guān)器件。晶體管在大功率應(yīng)用中沒有用，因為與MOSFET相比，它的電阻損耗更大。

3）功率二極管： 功率二極管有兩個端子。陽極和陰極。二極管由p型和n型半導(dǎo)體材料組成，并形成pn結(jié)，即二極管。功率二極管的符號如圖7所示。當二極管處于正向偏置時，電流可以流過電路，而在反向偏置時，電流會阻塞。如果陽極相對于陰極為正，則二極管為正向偏壓并充當開關(guān)ON。類似地，如果陰極相對于陽極為正，則二極管處于反向偏置狀態(tài)并充當開關(guān)OFF。功率二極管用于功率電子應(yīng)用，例如整流器，電壓倍增器電路和電壓鉗位器電路等。

4）MOSFET： ：MOSFET-金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。 MOSFET具有三個端子。柵極，漏極和源極。 MOSFET有兩種基本形式：耗盡類型和增強類型。如果柵極-源極電壓（V GS ）不足，則MOSFET用作耗盡型，并且MOSFET的耗盡模式類似于OFF開關(guān)。如果柵極-源極電壓（V GS ）足夠，則MOSFET用作增強類型，并且MOSFTE的增強模式類似于ON開關(guān)。 MOSFET的開關(guān)范圍是數(shù)十氖至幾百微秒。用于線性穩(wěn)壓器，斬波器和音頻功率放大器等的MOSFET。請在此處檢查MOSFET電路。

5）IGBT： ：IGBT絕緣柵雙極晶體管。 IGBT是BJT和MOSFET的組合。 IGBT具有高輸入阻抗和高開關(guān)速度（MOSFET的特性）以及低飽和電壓（BJT的特性）。 IGBT具有三個端子。門，發(fā)射極和收集極。 IGBT可以使用柵極端子進行控制?？梢酝ㄟ^觸發(fā)和禁用其柵極端子來打開和關(guān)閉它。 IGBT可以阻止與GTO相同的正負電壓。 IGBT用于逆變器，牽引電機控制，感應(yīng)加熱和開關(guān)模式電源。

6）SCR： SCR-可控硅整流器。可控硅有三個接線端子。門，陽極和陰極。 SCR的工作原理與二極管相同，但是SCR在正向偏置（陰極為負極，陽極為正極）時開始導(dǎo)通，并且柵極也需要正時鐘脈沖。在正向偏置中，如果門的時鐘脈沖為零，則通過強制換向使SCR截止，而在反向偏置中，SCR保持與二極管相同的截止狀態(tài)。 SCR用于電機控制，功率調(diào)節(jié)器和燈的調(diào)光。

7）TRIAC： TRIAC與兩個SCR反向并聯(lián)且與連接的閘極相同。 TRIAC是雙向設(shè)備。 TRIAC具有三個終端；主端子1（MT），主端子2（MT2）和門。 MT1和MT2端子與我們要控制的電路連接，并且柵極可通過正電壓或負電壓觸發(fā)脈沖。當MT2端子相對于MT1端子處于正電壓并且柵極也被正觸發(fā)時，則TRIAC的SCR-1觸發(fā)。當MT1端子相對于MT2端子處于正電壓并且柵極也被正觸發(fā)時，則TRIAC的SCR-2觸發(fā)。 TRIAC可同時用于交流和直流電源，但通常，TRIAC用于交流應(yīng)用，例如電機控制，照明開關(guān)（工業(yè)和家用）等。請在此處查看三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路。

8）DIAC： DIAC-二極管交流開關(guān)。 DIAC有兩個終端。該開關(guān)可以雙向操作。 DIAC的符號如圖12所示。 DIAC在兩個地區(qū)開展工作；正向阻塞或反向阻塞區(qū)域以及雪崩突破區(qū)域。當施加的電壓小于擊穿電壓時，DIAC將在正向阻塞或反向阻塞區(qū)域工作。在該區(qū)域，DIAC用作OFF開關(guān)。當施加的電壓大于擊穿電壓時，雪崩擊穿發(fā)生，DIAC充當ON開關(guān)。與TRIAC和SCR相比，DIAC無法在低壓和低電流應(yīng)用中急劇切換。 DIAC用于調(diào)光，通用電機控制和熱控制電路。

9）門極關(guān)斷晶閘管： 門，陽極和陰極。顧名思義，該設(shè)備可以通過柵極端子關(guān)閉。在GTO的符號中，柵極端子上包括兩個箭頭，該箭頭表示電流通過柵極端子的雙向流動。該器件可以通過施加較小的正柵極電流來導(dǎo)通，而可以通過來自柵極端子的負脈沖來截止。 GTO用于逆變器，AC和DC驅(qū)動器，感應(yīng)加熱器和SVC（靜態(tài)VAR補償）。沒有緩沖電路的幫助，GTO無法用于關(guān)閉電感性負載。

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