na 2024/06/6 664

Základy prepínačov

Prepínače sú jednoduché zariadenia, ktoré umožňujú zapnúť a vypnúť elektrinu v elektrických systémoch.Používajú sa všade, od prepínačov svetla v našich domoch po zložité obvody vo vnútri moderných gadgetov.Prepínače prešli dlhou cestou, od základných mechanických až po pokročilé elektronické splatnosti, vďaka ktorým je dnešná technológia plynulá.Tento článok sa bude zaoberať rôznymi druhmi spínačov, ako sú mechanické a elektronické, a vysvetlí, čo robí každý typ špeciálny.Budeme tiež hovoriť o bežných nastaveniach ako SPST, SPDT a DPDT a zvýrazňujeme veci, ktoré treba zvážiť pri výbere správneho prepínača pre prácu.Či už ste inžinier, fanatik alebo len zvedavý na to, ako veci fungujú, porozumenie prepínačov vám pomôže lepšie spravovať elektrické obvody.

Katalóg

Typy prepínačov

Mechanické spínače

Mechanické spínače fungujú pomocou pohyblivých častí na vytvorenie alebo prerušenie elektrického pripojenia.Sú to jednoduché zariadenia, ktoré mnohým ľuďom považujú za ľahko použiteľné a pochopiteľné.Keď doma prevrátite prepínač svetla, používate mechanický spínač.Tieto prepínače sú vyrobené tak, aby vydržali a môžu fungovať dobre v zložitých prostrediach, kde by elektronické časti mohli zlyhať, napríklad na veľmi horúcom alebo chladnom miestach alebo kde je veľa vibrácií.

Elektronické spínače

Elektronické spínače spravujú tok elektriny bez akýchkoľvek pohyblivých častí.Používajú špeciálne materiály nazývané polovodiče na rýchle a hladko pracovať.Niektoré bežné typy elektronických spínačov sú BJTS (bipolárne tranzistory), MOSFET (tranzistory efektu poľa kov-oxidu) a IGBT (izolované bipolárne tranzistory izolovaných brán).Tieto prepínače sú veľmi užitočné v zariadeniach, ktoré sa musia rýchlo zapnúť a vypnúť, ako sú počítače a iné moderné gadgety.

Riadiace signály bipolárnych križovatiek (BJTS) pomocou elektrického prúdu.Majú tri vrstvy materiálu, ktoré riadia elektrinu, zosilňujú malé elektrické signály alebo ich zapínajú a vypínajú.Vďaka tomu sú užitočné v mnohých elektronických zariadeniach.

Tranzistory poľa s kovovým oxidom-oxidom (MOSFETS) riadia elektrinu pomocou elektrického napätia.Konzumujú malú energiu a veľmi rýchlo zapínajú a vypínajú elektrinu.Vďaka tomu sú ideálne pre digitálne zariadenia, ako sú počítače a analógové zariadenia, ako sú rádiá.Používajú elektrické pole na riadenie toku elektriny cez kanál.

Izolované bipolárne tranzistory brány (IGBT) kombinujú vlastnosti BJT a MOSFETS, vďaka čomu sú vhodné pre vysoko výkonné aplikácie, ako sú elektrické motory a prevodníky energie.Zvládajú veľké množstvo elektriny a bežne sa používajú v priemyselnom prostredí.

SPST, SPDT, DPDT a ďalšie

• Poliaky a hody

V elektrických spínačoch sú „stĺpy“ a „hody“ jednoduché nápady, ktoré nám pomáhajú pochopiť, ako prepínače fungujú.„Poliaci“ nám hovorí, koľko samostatných obvodov môže prepínač ovládať.Napríklad spínač s jedným pólom riadi jeden obvod, zatiaľ čo spínač s dvojitým pólom dokáže súčasne ovládať dva obvody.

„Hody“ ukazuje, koľko rôznych ciest sa prepínač môže pripojiť.Spínač s jedným hodom sa pripája k jednej ceste v každej polohe, zatiaľ čo spínač s dvojitým hodom sa môže pripojiť k dvom rôznym cestám, čo mu umožňuje nasmerovať elektrinu na jednu z dvoch trás.

Bežné typy prepínačov

Single -Plain Single Throw (SPST):

Toto je najjednoduchší typ prepínača.Ovláda jeden obvod a pripája sa k jednej ceste, ako je základný prepínač svetla.

Jeden dvojitý hod (SPDT):

Tento prepínač riadi jeden obvod, ale môže prepínať medzi dvoma rôznymi cestami, čo je užitočné na výber medzi dvoma zdrojmi energie.

Jeden hod. Dvojité pól (DPST):

Spínače DPST ovládajú dva obvody jedným spínačom, čo vám umožňuje spravovať viac obvodov súčasne, ale iba s jednou cestou na stĺp.

Dvojitý dvojitý hod (DPDT):

Spínače DPDT ovládajú dva obvody a môžu prepínať medzi dvoma cestami pre každý obvod.Často sa používajú v situáciách, keď potrebujete zvrátiť smer prúdu, napríklad pri riadení motora.

Spoločné konfigurácie

Elektrické spínače sa dodávajú v rôznych konštrukciách, z ktorých každý je vyrobený na reguláciu elektrických obvodov konkrétnymi spôsobmi.Pochopenie týchto návrhov vám môže pomôcť zvoliť správny prepínač pre vaše potreby.Tu vysvetlíme tri bežné typy návrhov prepínačov: SPST, SPDT a DPDT, jednoduchým spôsobom, čo ukazuje, ako fungujú a kde ich môžete použiť.

SPST (Single -Pole Single Trow):

Spínač SPST je najjednoduchší druh prepínača.Má jeden vstupný bod (pól) a jeden výstupný bod (hod).Tento spínač sa používa na zapnutie alebo vypnutie obvodu.Keď je spínač zapnutý, „zavrie obvod, čo umožňuje pretekať elektrinu.Keď je spínač „vypnutý“, otvorí obvod a zastavuje elektrinu.Spínačy SPST sa často používajú na miestach, kde potrebujete jednoduchú funkciu zapnutia/vypnutia, napríklad spínače svetla alebo tlačidlá napájania na elektronických zariadeniach.

SPDT (dvojitý hádzanie s jedným pólom):

Spínač SPDT je ​​o niečo zložitejší ako prepínač SPST.Má jeden vstupný bod a dva výstupné body.Tento dizajn umožňuje prepínač odosielať elektrický prúd na jednu z dvoch rôznych ciest.Keď pretočíte prepínač, pripojí vstup k jednému z dvoch výstupov.Vďaka tomu sú spínače SPDT užitočné v situáciách, keď potrebujete prepnúť tok elektriny medzi dvoma rôznymi možnosťami, napríklad výber medzi dvoma zdrojmi energie alebo zmena smeru motora.Napríklad spínač SPDT môže zapnúť červené svetlo v jednej polohe a zelené svetlo v inej polohe.

DPDT (dvojité hody s dvojitým pólom):

Spínač DPDT kombinuje dva spínače SPDT na jeden.Môže ovládať dva samostatné obvody súčasne.Tento prepínač má dva vstupné body a štyri výstupné body.Každý vstup sa môže pripojiť k jednému z dvoch výstupov, čo vám dáva dve samostatné cesty pre elektrinu.Táto funkcia umožňuje prepínač DPDT ovládať dve rôzne zariadenia alebo obvody jedným spínačom.Spínače DPDT sa často používajú v situáciách, keď potrebujete zvrátiť smer motora zmenou toku elektriny.Môžu sa tiež použiť v zvukových alebo dátových systémoch na prepínanie medzi dvoma zdrojmi a dvoma výstupmi.

Ostatné konfigurácie

Prepínače môžu mať viac ako dva póly a hody a často sú označené kódmi, ktoré obsahujú čísla.Napríklad prepínač označený 3P6T má tri póly a šesť hodov.To znamená, že prepínač môže pripojiť tri rôzne obvody, pričom každý obvod má šesť rôznych výstupných ciest, ku ktorým sa môže pripojiť.

V prepínače 3p6t znamená, že „tri póly“ znamená, že existujú tri samostatné vstupy.Každý vstup môže byť pripojený k jednému zo šiestich možných výstupov, ako ukazujú „šesť hodov“.Toto nastavenie je užitočné v zložitých elektrických systémoch, kde je potrebné ovládať mnoho ciest pomocou jediného spínača.

Aby ste pochopili, ako prepínač funguje, musíte vedieť, koľko samostatných obvodov môže ovládať (stĺpy) a koľko rôznych výstupných ciest sa môže každý obvod pripojiť (hody).Prepínač s viacerými pólmi a hodmi sa môže použiť v zložitejších systémoch, pretože dokáže spravovať viac ciest.

Napríklad prepínač 3P6T môže mať tri rôzne vstupné zdroje a každý zdroj sa môže pripojiť k ktoréhokoľvek zo šiestich rôznych výstupných cieľov.Tento druh nastavenia je užitočný v zariadeniach, ako sú zvukové a video vybavenie, kde musíte hladko spracovať veľa možností vstupu a výstupu.

Funkcie, ktoré treba zvážiť pri výbere prepínača

Pri výbere prepínača premýšľajte o nasledujúcich funkciách, aby ste sa uistili, že funguje dobre a trvá dlho:

Veľkosť

Vyberte veľkosť spínača, ktorý vyhovuje jeho účelu.Veľké spínače manipulujú s vysokým výkonom v miestach, ako sú továrne, zatiaľ čo malé spínače zapadajú do tesných priestorov v zariadeniach, ako sú telefóny.Uistite sa, že veľkosť podporuje požadované elektrické zaťaženie a ľahko sa používa.Zvážte tiež vystavenie prachu a vlhkosti, čo môže ovplyvniť, ako dlho vypínač trvá.

Predvolený stav

Prepínače môžu mať rôzne pokojové stavy.Väčšina prepínačov zostáva tam, kde ich nechávate, ale pri prepustení sa vrátia do pôvodnej polohy.Normálne sú otvorené (nie) prepínače sú „vypnuté“, keď sa nepoužívajú a zapínajú sa pri stlačení, ako zvonček.Normálne zatvorené (NC) prepínače sú „zapnuté“, keď sa nepoužívajú a pri stlačení sa vypnú, ako spínač svetla chladničky.

Pozície

Počet pozícií, ktoré prepínač má, sa vzťahuje na svoje nastavenia alebo stavy.Viac pozícií umožňuje ďalšie nastavenia v rámci jedného prepínača, čo vám dáva väčšiu kontrolu v zložitých obvodoch.

Možnosti montáže

Priechodná montáž: Zahŕňa to uvedenie komponentov, ktoré vedie cez otvory na doske obvodu a ich spájkujú.Poskytuje silnú podporu a je vhodný pre časti, ktoré čelia fyzickému stresu, ale vyžaduje viac miesta.Tento typ montáže sa často používa na miestach s veľkým trasením, napríklad v autách a lietadlách.

Technológia povrchovej montáže (SMT): Zahŕňa to umiestnenie komponentov priamo na povrch dosky obvodu.Je to dobré pre menšie vzory a je bežné v každodennej elektronike, ale nie je taká silná ako pripevnenie otvorov.

Montáž panela: Zahŕňa to pripojenie spínačov k prednému panelu škatule alebo krytu.Používa sa pre spínače, ktoré je potrebné pristupovať priamo a často sa vysporiada s častým používaním.Tieto prepínače sa nachádzajú v priemyselných riadiacich paneloch a na palubných doskách automobilov.

Možnosti aktivácie: Niektoré prepínače sú navrhnuté tak, aby sa používali s rukavicami, ktoré majú väčšie tlačidlá na ľahké použitie v miestach, ako sú továrne.Ostatné prepínače potrebujú špeciálne nástroje na ich zapnutie alebo vypnutie, čím sa pridávajú bezpečnosť a kontrola v bezpečných oblastiach.

Hodnotenie prúdu a napätia

Uistite sa, že prepínač dokáže bezpečne zvládnuť požadovaný prúd a napätie.Vyberte prepínač s hodnoteniami, ktoré zodpovedajú úrovni výkonu vo vašom projekte.Hodnotenia AC a DC sú rôzne, takže sa uistite, že prepínač funguje s typom obvodu, aby sa predišlo prehriatiu alebo zlyhaniu.

Environmentálne faktory

Zvážte, ako dobre dokáže spínač udržať prach a vodu, ako je znázornené v hodnotení IP.Prepínače by mali byť schopné zvládnuť vibrácie a nárazy, najmä v priemyselnom prostredí.Vo verejných priestoroch používajte prepínače odolné voči Vandalom so silnými kolesami a návrhmi, ktoré bránia manipulácii, aby sa predišlo poškodeniu.

Bežné mechanické spínače

Mechanické spínače sú základné časti v elektronických zariadeniach, ktoré umožňujú ľuďom riadiť tok elektriny zapnutím alebo vypnutím.Rôzne typy prepínačov sa používajú v závislosti od toho, čo potrebujú, či už ide o gadgety v domácnosti, priemyselné stroje alebo vedecké vybavenie.Pozrime sa na niektoré z najbežnejších typov mechanických prepínačov, vysvetľujeme, čo sú, ako fungujú a kde ich môžete nájsť.

Prepínače

Prepínače DIP (Dual In-line) sú malé prepínače, ktoré sa dodávajú v skupinách vo vnútri jedného balíka.Každý prepínač v skupine je ako malá páka, ktorú je možné zapnúť alebo vypnúť, rovnako ako prepínač svetla a nazýva sa spínač s jedným hodom s jedným pólom (SPST).Tieto prepínače sa používajú na nastavenia, ktoré sa nemusia často meniť a sú ideálne pre elektroniku s nízkym výkonom.Obzvlášť pomáhajú v nastaveniach, kde sa malé časti, napríklad bloky jumperov, mohli ľahko stratiť.Prepínače DIP často nájdete v počítačoch a iných zariadeniach, kde pomáhajú nastaviť rôzne konfigurácie alebo možnosti.

Spínače

Spínače Rotary DIP sú podobné pravidelným spínačom DIP, ale na výber z viacerých možností namiesto prehodenia spínača zapínajú alebo vypínajú rotačný mechanizmus.Táto rotácia sa dá vykonať ručne alebo s malým nástrojom ako skrutkovač.Sú skvelé pre zariadenia, ktoré potrebujú viac nastavení alebo režimov, napríklad výber frekvencií v rádiách alebo nastavenie kanálov v komunikačných zariadeniach.Ich dizajn im umožňuje spoľahlivo pracovať aj v ťažkých podmienkach.

Spínač

Prepínače majú malú páku, ktorú pohybujete tam a späť, aby ste otvorili alebo zavreli obvod.Vďaka tomuto jednoduchému pohybu je ľahké ich používať a porozumieť.Bežne sa používajú v zariadeniach, ktoré potrebujú zvládnuť viac energie, ako môžu prepínačy DIP, napríklad v zvukových zariadeniach, výkonových prúžkoch a rôznych elektronike.Pretože dokážu spravovať vyššie napätie a prúdy, posúvacie spínače sú veľmi univerzálne a často sa používajú v mnohých každodenných zariadeniach.

Hmatové prepínače

Hmatové prepínače sú malé tlačidlá, ktoré pri stlačení poskytujú viditeľné kliknutie, ktoré používateľovi ponúkajú spätnú väzbu, že prepínač bol aktivovaný.Tieto prepínače sú navrhnuté tak, aby boli odolné a sú určené pre zariadenia, ktoré si vyžadujú časté používanie.Nájdete taktilné prepínače vo veciach, ako sú klávesnice, kalkulačky a ovládacie panely.Zvyčajne sú to okamžité prepínače, čo znamená, že zostávajú iba vtedy, pokiaľ ich stlačíte, čo ich robí ideálnymi pre aplikácie, v ktorých sú potrebné rýchle opakované akcie.

Spínače

Spínače vahadlá fungujú tak, že sa húpajú tam a späť medzi dvoma pozíciami, ktoré sa zvyčajne používajú na zapnutie alebo vypnutie zariadení.Často sú namontované na paneli a môžu mať zabudované svetlá, aby boli ľahké vidieť a používať, dokonca aj v tme.Spínačy vahadiel sa často používajú v spotrebičoch, automobiloch a priemyselných strojoch, pretože dokážu zvládnuť veľa energie a ľahko sa ovládali, čím sa znižuje pravdepodobnosť chýb.

Spínač tlačidla

Spínače tlačidla sú spínače, ktoré stlačíte, aby ste otvorili alebo zatvorili obvod.Môžu byť buď dočasné (okamžité), čo znamená, že pracujú iba pri lisovaní, alebo môžu zostať na svojom mieste (západky), kým sa znova nestlačia.Tieto tlačidlá prichádzajú v mnohých tvaroch a veľkostiach a môžu mať aj LED svetlá, ktoré naznačujú, či sú zapnuté alebo vypnuté.Spínačy tlačidiel sú veľmi bežné a nachádzajú sa v ovládacích paneloch, diaľkových ovládačoch a mnohých ďalších zariadeniach, ktoré ľuďom poskytujú jednoduchý a jednoduchý spôsob interakcie so strojmi.

Prepínače

Prepínače majú páku, ktorú je možné ľahko prevrátiť, aby sa niečo zapne alebo vypína, čo je v poriadku pre situácie, keď je potrebná presná kontrola.Sú známe tým, že sú robustní a spoľahliví, často používaní v náročných prostrediach, ako sú továrne a laboratóriá.Prepínače sú schopné manipulovať s ťažkými elektrickými nákladmi, vďaka čomu sú ideálne pre náročné aplikácie.Ich jasné pozície zapínania/vypnutia poskytujú jednoduchý spôsob, ako zistiť, či je zariadenie aktivované alebo nie.

Porovnanie možností prepínača

Tu je zhrnutie porovnávanie rôznych typov prepínačov na základe niekoľkých hlavných funkcií:

Typ	Póly/hody	Náklady	Dlhovekosť	Hodnotenie prúdu/napätia	Možnosti montáže
Ponoriť	Viacnásobný	Nízky	Nízky	Nízky	PCB
Rotačný	Viacnásobný	Nízky	Nízky	Nízky	PCB
Šmykľavka	Slobodný	Médium	Médium	Médium	PCB/panel
Hmatový	Slobodný	Nízky	Vysoký	Nízky	PCB
Rocker	Slobodný	Médium	Médium	Médium	PCB/panel
TAM Tlačidlo	Slobodný	Vysoký	Médium	Médium	PCB/panel
Prepínanie	Slobodný	Vysoký	Médium	Médium	Panel

Záver

Ak chcete zabaliť, prepínače nám pomáhajú ovládať elektrické obvody a dodávajú rôzne typy pre rôzne úlohy.Mechanické spínače, ako je ponor a prepínač, sú známe tým, že sú jednoduché a spoľahlivé, zatiaľ čo elektronické spínače ako BJTS a MOSFET sú rýchle a efektívne.Poznanie pólov, hodov, nastavení a funkcií, ako sú možnosti montáže a aktuálne hodnotenia, vám pomôže zvoliť správny prepínač pre vaše potreby.Premýšľanie o tom, kde a ako sa používajú prepínače, zaisťuje, že fungujú dobre, či už v továrňach alebo domácich zariadeniach.Učením sa o prepínačoch môžete efektívne navrhnúť a opraviť elektrické systémy.Ako technológia rastie, tieto malé, ale výkonné zariadenia budú naďalej veľkou súčasťou nášho každodenného života.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Aký je základný princíp prepínača?

Spínač riadi tok elektriny v obvode otvorením alebo zatvorením.Keď je spínač zatvorený, elektrina môže pretekať a napájacie zariadenia.Keď je spínač otvorený, elektrina sa zastaví a zariadenie sa vypne.

2. Aké sú základy elektrických spínačov?

Elektrické spínače riadia tok elektriny pripojením alebo odpojením cesty, ktorú vedie.Majú najmenej dve kovové časti nazývané kontakty, ktoré sa buď dotýkajú, aby umožnili prúdenie elektriny, alebo sa oddeliť, aby ju zastavili.Spínačy môžu byť mechanické, napríklad prepínač svetla, ktorý ste prevrátili, alebo elektronické, napríklad spínače v počítačoch.

3. Aká je základná funkcia prepínačov?

Základnou funkciou spínačov je zapnutie alebo vypnutie elektrických zariadení.Robia to tak, že umožňujú elektrinu prúdiť do zariadenia po zapnutí a zastaviť ho po vypnutí.To vám umožní ľahko ovládať zariadenia.

4. Aké sú 3 základné komponenty prepínača?

Prepínač má tri hlavné časti: ovládač, ktorý je časťou, ktorú tlačíte alebo preklopíte, aby ste použili prepínač;kontakty, ktoré sú kovovými časťami vo vnútri tohto dotyku alebo oddelene na spustenie alebo zastavenie elektriny;a terminály, kde sa vodiče pripájajú k spínaču.

5. Aká je základná prevádzka prepínača?

Prepínač funguje tak, že presunie ovládač, ktorý spája alebo odpojí kontakty vo vnútri.Keď sa kontakty dotknú, obvod je dokončený a elektrina preteká do zariadenia a zapína ho.Keď sú kontakty od seba, obvod je rozbitý a elektrina sa zastaví a zariadenie vypne.