什么是SPDT开关和SPDT固态继电器

§1。什么是SPDT Switch

SPDT（单刀双掷）是一种特殊的开关结构。与普通的SPST（单刀单掷）开关不同，SPDT开关控制两个设备的工作状态，这两个设备的工作状态相反。例如，SPDT交换机连接到设备A和设备B，设备A将处于开启状态，如果SPDT交换机关闭，则设备B关闭; 相反，如果SPDT开关打开，则设备A将处于关闭状态，设备B将打开。因此，我们可以知道，无论SPDT开关处于什么状态，都只会打开一个设备。

1.1什么是SPDT开关的结构

SPDT开关结构的基础知识：
极点：极点是开关内部的控制器。我们通常使用单极，双极等来显示由开关控制的多少个独立电路。
投掷：投掷意味着将由杆控制的电路。我们通常使用单掷，双掷等来显示一个电极将控制多少电路。
打开：如果杆与一个投掷断开，则此投掷的状态称为打开状态或打开状态。
关闭：如果杆连接到一个投掷，则该投掷的状态称为关闭状态或关闭。
不（常开）：如果抛出电路默认断开（当极点不受任何外力作用时），该抛出电路称为常开电路（NO电路，N / O电路），开关将是称为常开开关（NO开关，N / O开关）。
NC（常闭）：如果抛出电路默认连接到极点（当极点不受外力作用时），该抛出电路称为常闭电路（NC电路，N / C电路），并且开关将被称为常闭开关（NC开关，N / C开关）。

SPDT开关是一个五端开关器件 - 两个输入端子和三个输出端子（两个端子连接到负载，一个端子连接到公共端子）。如果其中一个SPDT开关输出端子未连接到任何电路（这意味着只有一个控制电路和一个输出电路连接到SPDT开关），则SPDT开关用作SPST开关。

一般来说，SPDT开关对于某些特殊应用来说比两个普通SPST开关（需要两个控制电路）可以做的更合适和有效，比如在相反状态下切换两个不同的电源，或者在相反的情况下激活具有不同功能的两个电路状态。

1.2 SPDT Switch如何工作

根据操作方式，单刀双掷开关可分为BBM型SPDT开关（先断后合）和MBB型SPDT开关（先断后合）。

1）BBM（Break Before Make）SPDT开关

默认情况下，BBM SPDT开关的极点连接到NC抛出电路，并与NO throw电路断开。当切换先断后合开关时，它将首先断开与NC电路的连接，然后连接到NO电路。

2）MBB（Make Before Break）SPDT开关

默认情况下，MBB SPDT开关的极点连接到NC抛出电路并与NO throw电路断开。当切换先合后断开关时，它将首先连接到NO电路，然后断开与NC电路的连接。

§2。什么是SPDT固态继电器

固态继电器中的所有开关组件（MOSFET，SCR，  TRIAC，IGBT等）仅用作SPST开关，并且固态继电器中没有单个组件具有SPDT功能。此外，光耦合器（具有光电隔离功能）用于普通固态继电器作为信号传输元件，因此SSR开关的输入控制电路与其输出电路电绝缘。因此，如果需要SPDT固态继电器，我们只能使用特殊电路修改SPST SSR开关。而且因为电子开关元件，SPDT固态继电器比SPDT机械继电器更高效，功耗更低。

SPDT SSR开关结构的基础与SPDT开关结构略有不同：
“极点” - “投掷（投掷A和投掷B）”：
“通用推挽输出（GPout）^① ” - “ 二极管和光电二极管 “;
“ 光电二极管阵列 ^② ” - “ N沟道 增强型MOSFET和N沟道耗尽型MOSFET ”
开路：如果极点与一个极点断开，则该极点的状态称为开路状态或开路状态。
关闭：如果杆连接到一个投掷，则该投掷的状态称为关闭状态或关闭。
如果抛出电路默认断开（当极点未通电或充电或极点上的电压为零时），该抛出电路将称为常开电路（NO电路，N / O电路） ，固态继电器开关称为常开SSR开关（无SSR开关，N / O SSR开关）。
NC（常闭）：如果抛出电路默认连接到极点（当极点未通电或充电或极点上的电压电平为零时），该抛出电路将被称为常闭电路（NC电路） ，N / C电路），固态继电器开关称为常闭SSR开关（NC SSR开关，N / C SSR开关）。
①推挽输出：推挽输出通常用于两个由两个互补信号控制的三极管（即，如果一个晶体管导通，另一个晶体管必须关闭）。推挽输出可以输出高电压和低电压电平，两者都能够驱动开关元件。
②光电二极管阵列：光电二极管堆栈用于驱动一对MOSFET或IGBT。

2.1 SPDT SSR Switch如何工作

根据“Pole-Throw”，SPDT固态继电器可分为两种类型：Push-Pull型和Photodiode-Array型。

1）推拉式SPDT固态继电器

推挽式SPDT SSR继电器的通用电路图如下图所示（如图7所示）。推挽式SPDT SSR开关由两个LED（D1，D2）和两个Photo-TRIAC（TRIAC1，TRIAC2）组成。D1和TRIAC1组成CIRCUIT1，D2和TRIAC2组成CIRCUIT2。推挽信号（GPout）在SPDT SSR的输入控制端产生，LOAD1和LOAD2连接到SPDT SSR继电器的两个输出端。

根据GPout信号，SPDT固态继电器将有三种状态：

1.当输入端产生低电压时，D2将关闭，D1将打开，TRIAC1将导通，然后CIRCUIT1将关闭，最后LOAD1将被打开。
2.当输入端产生高电压时，D1将关闭，D2将打开，TRIAC2将导通，然后CIRCUIT2将关闭，最后LOAD2将被打开。
3.如果输入端子上没有信号，D1和D2将关闭，CIRCUIT1和CIRCUIT2将不会打开。

注意：由于GPout输出和LED的工作电压需要满足一定的限制和要求，因此推挽式SPDT固态继电器的应用不是很广泛。

2）光电二极管阵列型SPDT固态继电器

下面给出了光电二极管阵列SPDT SSR继电器的通用电路图（如图8所示），它可以工作在直流电源和交流电源中。光电二极管阵列型SPDT SSR开关由一个光电二极管阵列（的D1），和四个N的MOSFET（MOS1和MOS2是增强型N的MOSFET ^③ ; MOS3和MOS4是耗尽型N MOSFET的^④）。MOS1和MOS2构成CIRCUIT1，MOS3和MOS4构成CIRCUIT2。有5个输出端子，Port1，Port2，Port3，Port4，Port5，Port1是公共终端。LOAD1和LOAD2连接到SPDT开关。

③增益模式N沟道MOSFET在Vgs > Vgs（th）^⑤时导通，否则不导通。
④耗尽型N沟道MOSFET在零输入时导通，在Vgs为负时关断。
⑤Vgs是门到源的电压; Vgs（th）是从栅极到源极的阈值电压。

1.直流电源
当光电二极管阵列SPDT SSR继电器工作在直流电源时，LOAD1应连接到PORT2，LOAD2应连接到PORT4，因此MOS2和MOS4不工作。

当光电二极管阵列被禁用时，MOS1的栅极电压低于其阈值电压并且不会导通，因此LOAD1被关断; MOS3的栅极电压为零输入并导通，因此LOAD2将导通（如图9所示）。

当光电二极管阵列使能时，MOS1的栅极电压高于其阈值电压并导通，因此LOAD1将导通; MOS3的栅极电压为负且不导通，因此LOAD2将被关断（如图10所示）。

2.交流电源
当光电二极管阵列SPDT SSR继电器在交流电源中工作时，LOAD1应连接到PORT3，LOAD2应连接到PORT5。

当光电二极管阵列被禁用时，MOS1和MOS2的栅极电压低于其阈值电压并且不会导通，因此LOAD1被关断; MOS3和MOS4的栅极电压为零输入并导通，因此LOAD2将导通（如图11所示）。

当光电二极管阵列使能时，MOS1和MOS2的栅极电压高于其阈值电压并导通，因此LOAD1将导通; MOS3和MOS4的栅极电压为负，不导通，因此LOAD2将关闭（如图12所示）。

注：由于N沟道增强型MOSFET和N沟道耗尽型MOSFET的特性，这种固态继电器广泛用于控制直流负载电路和交流负载电路。

2.2 SPDT SSR交换机有哪些应用？

太阳能电池充电器

SPDT固态继电器通常用于太阳能充电器系统（例如便携式太阳能充电器）以控制太阳能电池充电设备。太阳能电池的工作状态（充电状态和电源状态）频繁切换，因此SPDT机械继电器不能满足这一要求，但SPDT SSR可以。

软启动系统

当电子/电气系统（及其子系统）正常工作时，其软启动状态和停止状态的开关频率非常高。因此，需要配备SPDT先接后断开关，以防止切换时出现过压。

遥控设备/无线电发射器

如果遥控设备想要控制多个物体，则需要改变发射信号; 如果通信塔想要切换接收者，则需要改变传输信号。这种设备要求严格的工作频率和操作精度，SPDT固态继电器在大多数情况下都能满足这些要求。

卫星加热器

在空间环境中，对每个设备都有很高的要求（重量，抗干扰能力，适应性等）。SPDT固态继电器（具有重量轻，性能高，使用寿命长，功耗低，EMR低等优点）满足这些要求，并且比SPDT机电继电器要好得多（结构简单，但重量大，抗干扰能力差，不能适应因超重而导致的复杂情况。

§3。MGR（HUIMULTD）SPDT固态继电器

3.1如何选择MGR（HUIMULTD）SPDT SSR

1）MGR-1KB系列单相交流固态继电器

类型含义：
MGR - 1： [单相] - KB： [SPDT（单刀双掷）] - 48： [负载电压480VAC] - 40： [40A]

控制电压：
3~32VDC（如3VDC，5VDC） ，9VDC，12VDC，18VDC，24VDC，32VDC或定制控制电压）
控制电流：
超低输入电流，≤20mA
负载电压：
单相24~480VAC（如24VAC，48VAC，110VAC，230VAC，380VAC，480VAC或定制负载）电压）
负载电流：
10A，15A，20A，25A，30A，40A
尺寸和安装：
57.4毫米*44.8毫米*28毫米; 面板安装固态继电器，带运输盖，金属底座和螺钉端子

2）MGR-1AKB系列单相交流固态继电器

类型含义：
MGR - 1： [单相] - A： [控制电压85-265VAC] - KB： [SPDT（单刀双掷）] - 48： [负载电压480VAC] - 40： [40A]

控制电压：
85~265VAC（如100VAC，110VAC / 120VAC，200VAC，220VAC / 230VAC，240VAC或定制控制电压）
控制电流：
超低输入电流，≤10mA
负载电压：
单相24~480VAC（如24VAC，48VAC， 110VAC，230VAC，380VAC，480VAC或定制负载电压）
负载电流：
10A，15A，20A，25A，30A，40A
尺寸和安装：
57.4毫米*44.8毫米*28毫米; 面板安装固态继电器，带运输盖，金属底座和螺钉端子

3.2为什么选择MGR（HUIMULTD）

HUIMU Industrial专业提供工业控制产品（如固态继电器）和解决方案，由两家公司组成：HUIMU Trade和MGR。

MGR是一家集固态继电器研发，制造，销售和服务于一体的现代化高科技公司。自成立以来，MGR始终秉承“创新，质量，诚信”的宗旨，以及“制造高品质工业控制产品”的使命。20多年来，MGR不断创新并申请了多项专利，MGR品牌固态继电器在国内外畅销。

MGR的全系列MGR固态继电器有多种型号和规格可供选择，例如：单/三相固态继电器，稳压器，功率调节器，直流电机调速器，三相移相触发器（模块） ），电力电子元件（模块）等。广泛的产品线满足不同行业固态继电器的需求; 高品质使MGR固态继电器在中国各省市以及东南亚，中东，欧洲和美国广受欢迎，并赢得了客户的信赖。

技术的焦点和热情，使MGR聚集了一批高级工程师和专业技术人员。在技​​术团队的共同努力下，MGR的研发能力不断提高和追随时代，并可根据客户需求轻松设计和开发OEM和ODM定制产品。

坚持不懈和追求品质，使MGR要求自己符合国际标准。每个操作流程严格遵循IS09001标准，每个部件都经过精湛的检测设备严格测试，经验丰富的高素质员工团队精神与先进的生产设备相协调，目的只是制造高质量的固态继电器。