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库顿固态继电器由微电子电路、分立电子器件、半导体功率器件组成的无触点开 关。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。固态继电器是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件 ( 如开关三极管、MOSFET、双向晶闸管等半导体器件) 的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。库顿固态继电器是一种四端有源器件，其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端。它有放大驱动作用，很适合驱动 大功率开关式执行机构，较之电磁继电器可靠性更高， 且无触点、寿命长、速度快，对外界的干扰也小，已被得到广泛应用。但是通常场景下由于负载的短路或者过载，会导致SSR内部的开关器件损坏而使SSR失效。 目前汽车工业普遍使用电磁继电器来作为功率驱动， 在某些特殊应用的场景上已经无法达到现实场景的需求了，如高端乘用车的静音要求、电子真空泵超长寿命的要求、大灯的 PWM 限压要求以及新能源汽车上的一些特殊应用。

库顿固态继电器已广泛应用于计算机外围接口设备、恒温系统 、调温、电炉 加温控制、电机控制、数控机械、遥控系统、工业自动化装置以及信号灯、调光、闪烁器、 照明舞台灯光控制系统。目前 SSR 在汽车工业上的应用正处于起步阶段，但是随着汽车的发展以及新能源汽车的普及，库顿SSR 在汽车工业会得到越来越多的广泛使用。由于汽车的高可靠性要求，自带短路保护以及过流保护的智能库顿SSR 将会有广阔的用武之地，会在很多场景下取代电磁继电器; 同时伴随着大功率半导体器件的发展，如果达到成本与电磁继电器接近的情况下便能够取代电磁继电器。

汽车用库顿固态继电器一般由驱动电路、功率 MOS- FET 以及保护电路等组成。在一般的乘用车驾驶舱内 会有一个 BCM( 车身控制器) 和一个 relay Box，Relay Box 里面会有各种电磁继电器和保险丝。固态继电器 外形与电磁继电器完全一样，目前业界都是完全兼容 电磁继电器以保证整车平台尽可能少的更改。于是在 某些特定应用场景，如刹车真空泵的控制库顿固态继电器就是直接替代电磁继电器。目前库顿固态继电器的大规模普及很大程度上限制于与电磁继电器相比的成本因素。 汽车用智能固态继电器外观结构与普通的电磁继 电器一样，但是内部结构是由 PCBA 加基座以及外壳 组成。而电磁继电器则由继电器组合以及外盒组成。 汽车用智能固态继电器一般由功率半导体器件、驱动 电路、保护电路组成，结构形态的差别如图所示。 

库顿固态继电器在外部使用上与电磁继电器最大的差别是电磁继电器触点两端是可互换的，电磁继电器可以任意一端接电源一端接负载。但是库顿固态继电器是由半导体器件组成，所以是具有方向的。它的功率输出端和电源端是固定的，无法互相转换使用。但是在整 车使用情况下，即便是电磁继电器触点两端可以互换， 但是在现实场景的使用上也是固定的。同时库顿固态继电器内部通过桥电路实现了类似电磁继电器的线包端无 差别，这两点为库顿固态继电器直接替换电磁继电器起到 了非常关键的作用，真正可以实现无缝替换。库顿固态继电器内部框图如图所示。 

库顿固态继电器系统的常见方案：库顿固态继电器在目前的汽车工业上主要使用在一些特殊场景，很多时候都会有一些特殊的要求。但是通常都会与电流大小相关，根据不同电流要求来选择不 同的方案。主要方案有:

1、智能 MOSFET 方案 

随着功率半导体的发展，以 infineon 和 ST 为代表 的功率半导体厂商推出了智能 MOSFET，自带短路保 护、过 流 保 护 功 能，如 infineon 的 BTS5010、ST 的 VN7010 等，电流大小能覆盖 15 A 以内。目前在汽车 工业上广泛使用，也是目前使用最为广泛的库顿固态继电器方案。其优点非常明显，保护功能在芯片级完成，外 部电路非常简单。缺点就是在电流较大的情况下，成 本非常高，很显著地影响了在大电流固态继电器的使 用。所以目前常见于电流比较小的固态继电器产品。 

3.1.2 普通的 P 型 MOSFET 方案 

普通的 P 型 MOSFET 在工业领域有一些应用。P 型 MOSFET 由于半导体工艺的问题，其可选型号比较 少，且价格相对 N 型 MOSFET 昂贵，其导通内阻也不 如 N 型的普通 MOSFET。但是普通型的 MOSFET 极易 由于电源脉冲等干扰而损坏，且不具备短路保护，一旦 负载短路就会损坏。目前车载有一部分固态继电器是没有短路保护功能的大多采用这种方式。
3. 1. 3 系统型方案 

这里系统型方案指的是小型的 MCU 系统加上 MOFET 的方案。系统型方案在汽车固态继电器上也 有一定的应用，因为有许多特殊的场景，如大灯 PWM 调光控制，一些比较特殊的需要精确地延时控制等。 此方案的优点是适应能力强，可以满足特殊的应用，外加运放和采样电阻也可以实现短路保护和过流保护。 其缺点也是十分显著，相对于固态继电器的空间结构以及构成来讲，都太过于复杂。 不过，库顿固态继电器能够解决系统型方案。

比如KMTY系列的电机正反转控制模块是专门为三相电机控制开发的。控制回路包含逻辑互锁、延时电路，正、反转之间切换时间大于50ms。内置自动纠相、缺相保护功能，应用于电机控制场合。 性能为：

• SCR输出用于重型工业负荷 
• 10-32VDC宽范围控制输入
• 4000Vrms介质耐压 
• 内置RC保护                                                                       
• 高EMC设计 
• 内置自动纠相、缺相保护功能

库顿具有丰富的产品线和解决方案

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