恒溫器有兩種電源：電池和24VAC。恒溫器需要電池才能不間斷地運行。電池消耗的能量盡可能低非常重要，但即使您最大限度地減少消耗，這仍然不是一個用戶友好的選擇，因為電池會不時需要更換。要降低更換頻率，可以使用24VAC電源。在沒有C線的系統(tǒng)中，圖1所示的橋式整流器將通過負載的交流（AC）電壓轉(zhuǎn)換為直流（DC）電壓。

圖1：帶HVAC負載的單個恒溫器信號繼電器連接

在HVAC負載（壓縮機、風(fēng)扇、氣閥等）關(guān)斷時間內(nèi)，信號繼電器的觸點斷開。當(dāng)觸點斷開時，整流橋的端子會看到HVAC變壓器的24VAC電壓，并將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，如前所述。由此產(chǎn)生的直流電壓用于為恒溫器或子電路供電。

在HVAC負載導(dǎo)通期間，信號繼電器的觸點閉合。當(dāng)觸點閉合時，整流橋端子兩端的電壓降至零。這消除了使用24VAC作為電源的選項，因此恒溫器的電池電源必須控制電路。操作機電繼電器所需的電流范圍從幾十到幾百毫安不等，這可能會對電池壽命產(chǎn)生重大影響。

如果有一種方法可以在不使用恒溫器電池的情況下為繼電器供電怎么辦？電池壽命將增加，更換頻率將進一步下降。一種方法是在HVAC負載的導(dǎo)通時間（信號繼電器觸點閉合）期間短時間打開繼電器并向控制系統(tǒng)充電。與功率繼電器的關(guān)斷時間相比，充電時間需要非常短，以免停用功率繼電器及其相應(yīng)的負載。不幸的是，由于機電（信號）繼電器的開關(guān)速度，這是不可能的。觸點移動到所需位置所需的時間在毫秒范圍內(nèi)，并將中斷HVAC負載操作。

但是，有一種設(shè)備可以實現(xiàn)適當(dāng)?shù)拈_關(guān)速度：固態(tài)繼電器（SSR）。SSR是一種基于半導(dǎo)體的繼電器，使用晶閘管或功率晶體管執(zhí)行開/關(guān)控制。

這種充電方法需要具有雙通道MOSFET配置的SSR，因為這樣就可以在必要時關(guān)閉基于MOSFET的SSR。此外，每個MOSFET的體二極管可以幫助24VAC的整流。MOSFET體二極管與兩個附加二極管相結(jié)合，形成一個全波整流橋，如圖2所示。

圖2：HVAC系統(tǒng)中SSR的電源

圖3顯示了與圖2中顏色編碼二極管對應(yīng)的整流波形。在整流橋的輸出端連接一個適當(dāng)大小的電容器將平滑最終波形的電壓紋波。然后，您可以將此直流電壓降壓到控制系統(tǒng)所需的電壓。

圖3：全波整流波形

使用SSR可使HVAC系統(tǒng)為恒溫器完全供電，從而減少電池的功耗。當(dāng)SSR關(guān)閉時，HV1和HV2線路將看到完整的24VAC電壓，并在整流橋的輸出端提供恒定的33VDC。當(dāng)SSR導(dǎo)通時，仍然可以在短時間內(nèi)循環(huán)開合狀態(tài)，從而使電源電容器能夠充電。這種設(shè)計可以顯著降低恒溫器電池的能量需求，從而降低電池更換頻率。

審核編輯黃宇