光電開關(guān)
光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達到探測目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到應(yīng)用。
采用集成電路技術(shù)和SMT表面安裝工藝而制造的新一代光電開關(guān)器件，具有延時、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開關(guān)是一種采用脈沖調(diào)制的主動式光電探測系統(tǒng)型電子開關(guān)，它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍色光等，可非接觸，無損傷地迅速和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動作。接觸式行程開關(guān)存在響應(yīng)速度低、精度差、接觸檢測容易損壞被檢測物及壽命短等缺點，而晶體管接近開關(guān)的作用距離短，不能直接檢測非金屬材料。但是，新型光電開關(guān)則克服了它們的上述缺點，而且體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)速度快、檢測距離遠以及抗光、電、磁干擾能力強。
這種新型的光電開關(guān)已被用作物位檢測、液位控制、產(chǎn)品計數(shù)、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機以及安全防護等諸多領(lǐng)域。此外，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場合作為防盜警戒之用。
在維修開關(guān)電源的時候可以采用降壓檢修法。其方法是：將顯示器的電源插頭接在一個交流調(diào)壓器上，再把調(diào)壓
電器開關(guān)
電器開關(guān)(9張)
器的輸出電壓調(diào)到100V左右，然后通電檢修，并逐次提高電源電壓來檢修。
故障實例一：開機便燒壞保險，輸出電壓為零。這種情況一般是由于開關(guān)管被擊穿，發(fā)射極和集電極短路所造成的。此時可先將開關(guān)管拆下，測其發(fā)射極和集電極對地電阻，如為零或很小，則換掉即可。但也要檢查下其它元器件有無問題后方能開機。
故障實例二：光柵出現(xiàn)“S”形的扭曲。這種問題應(yīng)重點檢查濾波電路和穩(wěn)壓電路，一般是因為有一只二極管斷路，由全波整流變成半波整流，這也可能是其濾波電容容量減少所致。
故障實例三：交流220V整流濾波電路出現(xiàn)短路性故障，且開機燒保險。先檢查一下整流二極管有無短路、濾波電容是否嚴(yán)重漏電。還可拔去消磁線圈插頭，檢查一下消磁熱敏電阻有無短路性故障，如有應(yīng)換新。
故障實例四：開機無光柵、無顯示、電源指示燈不亮，但未燒保險。這時應(yīng)檢查交流互感變壓器是否開路、整流電路的限流電阻有無開路（燒斷）失效，或整流二極管是否斷路。
故障實例五：無光柵、無顯示，且機內(nèi)發(fā)出異常聲響。如發(fā)出“吱吱”聲，說明振蕩頻率低，應(yīng)檢查與振蕩有關(guān)的元件，如發(fā)出“嗒嗒”聲，說明電源過流保護，應(yīng)檢查過流保護電路。
按結(jié)構(gòu)分類
光電開關(guān)按結(jié)構(gòu)可分為放大器分離型、放大器內(nèi)藏型和電源內(nèi)藏型三類。
1）放大器分離型是將放大器與傳感器分離，并采用專用集成電路和混合安裝工藝制成，由于傳感器具有超小型和多品種的特點，而放大器的功能較多。因此，該類型采用端子臺連接方式，并可交、直流電源通用。具有接通和斷開延時功能，可設(shè)置亮、音動切換開關(guān)，能控制6種輸出狀態(tài)，兼有接點和電平兩種輸出方式。
2）放大器內(nèi)藏型是將放大器與傳感一體化，采用專用集成電路和表面安裝工藝制成，使用直流電源工作。其響應(yīng)速度局面（有0.1ms和1ms兩種），能檢測狹小和高速運動的物體。改變電源極性可轉(zhuǎn)換亮、暗動，并可設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈。兼有電壓和電流兩種輸出方式，能防止相互干擾，在系統(tǒng)安裝中十分方便。
3）電源內(nèi)藏型是將放大器、傳感器與電源裝置一體化，采用專用集成電路和表面安裝工藝制成。它一般使用交流電源，適用于在生產(chǎn)現(xiàn)場取代接觸式行程開關(guān)，可直接用于強電控制電路。也可自行設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈，輸出備有SSR固態(tài)繼電器或繼電器常開、常閉接點，可防止相互干擾，并可緊密安裝在系統(tǒng)中。
光電開關(guān)工作原理
由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電路后，由發(fā)光管GL輻射出光脈沖。當(dāng)被測物體進入受光器作用范圍時，被反射回來的光脈沖進入光敏三極管DU。并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號，再經(jīng)放大器放大和同步選通整形，然后用數(shù)字積分或RC積分方式排除干擾，最后經(jīng)延時（或不延時）觸發(fā)驅(qū)動器輸出光電開關(guān)控制信號。
光電開關(guān)一般都具有良好的回差特性，因而即使被檢測物在小范圍內(nèi)晃動也不會影響驅(qū)動器的輸出狀態(tài)，從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時，自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū)，以隨時監(jiān)視光電開關(guān)的工作。

使用
1）光電開關(guān)可用于各種應(yīng)用場合，避免強光源，光電開關(guān)在環(huán)境照度較高時，一般都能穩(wěn)定工作。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對太陽光、白熾燈等強光源。在不能改變傳感器（受光器）光軸與強光源的角度時，可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長筒。
2）防止相互干擾，MGK 系列新型光電開關(guān)通常都具有自動防止相互干擾的功能，因而不必?fù)?dān)心相互干擾。然而，HGK系列對射式紅外光電開關(guān)在幾組并列靠近安裝時，則應(yīng)防止鄰組和相互干擾。防止這種干擾較有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置，超過2組時還拉開組距。當(dāng)然，使用不同頻率的機種也是一種好辦法。
HGK系列反射式光電開關(guān)防止相互干擾的有效辦法是拉開間隔。而且檢測距離越遠，間隔也應(yīng)越大，具體間隔應(yīng)根據(jù)調(diào)試情況來確定。當(dāng)然，也可使用不同工作頻率的機種。
3）鏡面角度影響：當(dāng)被測物體有光澤或遇到光滑金屬面時，一般反射率都很高，有近似鏡面的作用，這時應(yīng)將投光器與檢測物體安裝成10～20°的夾角，以使其光軸不垂直于被檢測物體，從而防止誤動作。
4）排除背景物影響：使用反射式擴散型投、受光器時，有時由于檢出物離背景物較近，光電開關(guān)或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會使光電開關(guān)不能穩(wěn)定檢測。因此可以改用距離限定型投、受光器，或者采用遠離背景物、拆除背景物、將背景物涂成無光黑色、或設(shè)法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。
5）自診斷功能使用：在安裝或使用時，有時可能會由于臺面或背景影響以及使用振動等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環(huán)境溫度超出范圍等問題。這些問題有可能會使光電開關(guān)偏離穩(wěn)定工作區(qū)，這時可以利用光電開關(guān)的自診斷功能而使其通過STABLITY綠色穩(wěn)定指示燈發(fā)出通知，以提醒使用者及時對其進行調(diào)整。
專用名詞
檢出距離：對射式和鏡面反射式光電開關(guān)的檢出距離是指光軸上無有效遮擋物，可穩(wěn)定檢出的較大距離。反射式光電開關(guān)的檢出距離則是可穩(wěn)定檢出標(biāo)準(zhǔn)檢測物的較大距離。
回差距離：回差距離指動作距離與復(fù)位距離之差。它用檢出距離的比率來表示，一般在檢出距離的20%以下。
響應(yīng)時間：把從受光器初始有效受光到輸出動作所需的時間稱作響應(yīng)時間。
復(fù)位應(yīng)用時間：把從受光器初始有效遮光到輸出復(fù)位所需的時間稱為復(fù)位應(yīng)用時間。
暗動：暗動（DARK ON）：即遮光動作。它表示在進入受光器的光速減少到一定程序時或被全遮時，輸出晶體管將導(dǎo)通輸出。
亮動：亮動（LIGHT ON），也稱受光動作。它是指進入受光器的光束增加到一定量時，輸出晶體管導(dǎo)通且有輸出。
外同步輸入功能：在一般情況下，凡具有外部診斷輸入功能的光電開關(guān)，一般均具有外同步功能。
也就是說，可以據(jù)此在工作前預(yù)檢傳感器檢測是否正常。在工作中，利用此性質(zhì)也可隨時接受控制系統(tǒng)發(fā)出的運行或中斷指令。如果將前一個輸出與后一個外同步輸入進行串接，則可實現(xiàn)與門等功能。
穩(wěn)壓器
開關(guān)穩(wěn)壓器系統(tǒng)LTM4601AHVMPV，該器件具有鎖相環(huán)和輸出跟蹤功能，為要求苛刻的軍事和航空應(yīng)用而設(shè)計。LTM4601AHVMPV在-55℃至125℃的溫度范圍內(nèi)經(jīng)過完全測試。該器件采用15mm x 15mm x 2.8mm*塑料焊盤網(wǎng)格陣列（LGA）封裝，僅重1.7g。這種緊湊的LGA封裝可用于大功率DC/DC解決方案，因為它與類似尺寸的球柵陣列(BGA）封裝相比熱阻較低。LTM4601AHVMPV全部由凌力爾特公司的硅片組成，并經(jīng)過嚴(yán)格的內(nèi)部測試，讓要求苛刻的高可靠性應(yīng)用擁有組件級可靠性和業(yè)界領(lǐng)先性能。
LTM4601AHVMPV是開關(guān)模式同步DC/DC降壓型穩(wěn)壓器，具有內(nèi)置電感器，支持電源組件和補償電路。該器件在4.5V至28V的輸入電源范圍內(nèi)工作，調(diào)節(jié)輸出電壓范圍為0.6V至5V。這個DC/DC微型模塊穩(wěn)壓器可以提供12A連續(xù)負(fù)載電流（峰值為14A），或者可以并聯(lián)以實現(xiàn)高達48A的電流共享。它實現(xiàn)高達92%的效率。像LTM4601AHVMPV這類DC/DC微型模塊穩(wěn)壓器可以簡化電源設(shè)計和結(jié)構(gòu)，僅需要大容量輸入和輸出電容器以及一個電阻就可設(shè)置輸出電壓。
LTM4601AHVMPV DC/DC微型模塊穩(wěn)壓器的LGA封裝允許表面貼裝組裝，可以像所有表面貼裝IC那樣進行處理和組裝。另外，其扁平設(shè)計允許該器件焊接在印刷電路板的背面，從而為先進的數(shù)字集成電路騰出了寶貴的電路板空間。LTM4601AHVMPV對輸出過壓和短路情況有自我保護能力。以1,000片為單位批量購買，每片價格為40.25美元。
性能概要：LTM4601AHVMPV
完整的12A DC/DC電源系統(tǒng)；并聯(lián)可使電流高達48A
纖巧和薄型15mm x 15mm x 2.8mm高可靠性塑料LGA封裝
在-55℃至125℃工作溫度范圍內(nèi)測試
保證在-55℃時啟動
輸入電壓范圍為4.5V至28V；輸出為0.6V至5V

接近開關(guān)
接近開關(guān)又稱無觸點行程開關(guān)，它除可以完成行程控制和限位保護外，還是一種非接觸型的檢測裝置，用作檢測零件尺寸和測速等，也可用于變頻計數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動銜接等。特點有工作可靠、壽命長、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等。
性能特點：
在各類開關(guān)中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)。
當(dāng)有物體移向接近開關(guān)，并接近到一定距離時，位移傳感器才有“感知”，開關(guān)才會動作。通常把這個距離叫“檢出距離”。不同的接近開關(guān)檢出距離也不同。
有時被檢測物體是按一定的時間間隔，一個接一個地移向接近開關(guān)，又一個一個地離開，這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開關(guān)，對檢測對象的響應(yīng)能力是不同的。這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。
因為位移傳感器可以根據(jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對物體的“感知”方法也不同，所以常見的接近開關(guān)有以下幾種：
1、渦流式接近開關(guān)
這種開關(guān)有時也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場接近開關(guān)時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無導(dǎo)電物體移近，進而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是導(dǎo)電體。
2、電容式接近開關(guān)
這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成電容器的一個極板，而另一個極板是開關(guān)的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設(shè)備的機殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測的對象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。
3、霍爾接近開關(guān)
霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。
4、光電式接近開關(guān)
利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測物體）接近時，光電器件接收到反射光后便在信號輸出，由此便可“感知”有物體接近。
5、熱釋電式接近開關(guān)
用能感知溫度變化的元件做成的開關(guān)叫熱釋電式接近開關(guān)。這種開關(guān)是將熱釋電器件安裝在開關(guān)的檢測面上，當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測出有物體接近。
保護電路
開關(guān)電源在設(shè)計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能，故在設(shè)計時應(yīng)首選保護功能齊備的開關(guān)電源模塊，并且其保護電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源。
發(fā)展動向
開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（Mn?Zn)材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長足的進展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。
開關(guān)電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進行創(chuàng)新，實現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率。對于高可靠性指標(biāo)，美國的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。
模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計成N+1冗余電源系統(tǒng)，并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展。針對開關(guān)電源運行噪聲大這一缺點，若單獨追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題，故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作，以使得該項技術(shù)得以實用化。
其它型式的接近開關(guān)
當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對波源的距離發(fā)生改變時，接近到的波的頻率會發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達就是利用這個效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)等。當(dāng)有物體移近時，接近開關(guān)接收到的反射信號會產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識別出有無物體接近。
主要用途：
接近開關(guān)在航空、航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。在日常生活中，如賓館、飯店、車庫的自動門，自動熱風(fēng)機上都有應(yīng)用。在安全防盜方面，如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地，通常都裝有由各種接近開關(guān)組成的防盜裝置。在測量技術(shù)中，如長度，位置的測量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測量和控制，也都使用著大量的接近開關(guān)。
選用注意事項：
在一般的工業(yè)生產(chǎn)場所，通常都選用渦流式接近開關(guān)和電容式接近開關(guān)。因為這兩種接近開關(guān)對環(huán)境的要求條件較低。當(dāng)被測對象是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時，一般都選用渦流式接近開關(guān)，因為它的響應(yīng)頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價格較低。若所測對象是非金屬（或金屬）、液位高度、粉狀物高度、塑料、**等。則應(yīng)選用電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的響應(yīng)頻率低，但穩(wěn)定性好。安裝時應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。若被物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運動的物體而把磁鋼埋在被測物體內(nèi)時，應(yīng)選用霍爾接近開關(guān)，它的價格較低。
在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)工作時對被測對象幾乎無任何影。因此，在要求較高的傳真機上，在**機械上都被廣泛地使用。
在防盜系統(tǒng)中，自動門通常使用熱釋電接近開關(guān)、超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)。有時為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關(guān)往往被復(fù)合使用。
無論選用哪種接近開關(guān)，都應(yīng)注意對工作電壓、負(fù)載電流、響應(yīng)頻率、檢測距離等各項指標(biāo)的要求。
雙控開關(guān)
雙控開關(guān)它一般應(yīng)用在樓梯上下層或走道的兩頭等兩個不同的地方，能各自獨立控制同一盞電燈的點亮或熄滅。如圖提供了三種不同的接法， S1、S2均為1×2單刀雙擲開關(guān)，它們都能各自獨立控制燈E點亮或熄滅。其中圖(b）接法，因每個開關(guān)內(nèi)都同時存在電源的相線與零線，所以安裝時比較方便，但維修時需特別注意要謹(jǐn)防相、零線兩端頭短路。



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