固態(tài)繼電器的特點和工作原理

1、固態(tài)繼電器工作原理固態(tài)繼電器工作原理SSR固態(tài)繼電器以觸發(fā)形式可分為零壓型(Z)和調(diào)相型(P)兩種。在輸入端施加合適的控制信號VIN時P型SSR立即導(dǎo)通。當(dāng)VIN撤銷后負(fù)載電流低于雙向可控硅維持電流時(交流換向)SSR關(guān)斷。Z型SSR內(nèi)部包括過零檢測電路在施加輸入信號VIN時只有當(dāng)負(fù)載電源電壓達(dá)到過零區(qū)時SSR才能導(dǎo)通并有可能造成電源半個周期的最大延時。Z型SSR關(guān)斷條件同P型但由于負(fù)載工作電流近似正弦波高次諧波干擾小所以應(yīng)用廣泛。先鋒

2、公司電子廠SSR由于采用輸出器件不同有普通型(S采用雙向可控硅元件)和增強(qiáng)型(HS采用單向可控硅元件)之分。當(dāng)加有感性負(fù)載時在輸入信號截止t1之前雙向可控硅導(dǎo)通電流滯后電源電壓90O(純感時)。t1時刻輸入控制信號撤銷雙向可控硅在小于維持電流時關(guān)斷(t2)可控硅將承受電壓上升率dvdt很高的反向電壓。這個電壓將通過雙向可控硅內(nèi)部的結(jié)電容正反饋到柵極。如果超過雙向可控硅換向dvdt指標(biāo)(典型值10Vs將引起換向恢復(fù)時間長甚至失敗。單向可控

3、硅(增強(qiáng)型SSR)由于處在單極性工作狀態(tài)此時只受靜態(tài)電壓上升率所限制(典型值200Vs)因此增強(qiáng)型固態(tài)繼電器HS系列比普通型SSR的換向dvdt指標(biāo)提高了520倍。由于采用兩只大功率單向可控硅反并聯(lián)改變了電流分配和導(dǎo)熱條件提高了SSR輸出功率。增強(qiáng)型SSR在大功率應(yīng)用場合無論是感性負(fù)載還是阻性負(fù)載耐電壓、耐電流沖擊及產(chǎn)品的可靠性均超過普通固態(tài)繼電器并達(dá)到了進(jìn)口產(chǎn)品的基本指標(biāo)是替代普通固態(tài)繼電器的更新產(chǎn)品。固態(tài)繼電器的應(yīng)用S系列固態(tài)繼電器

4、HS系列增強(qiáng)型固態(tài)繼電器、可以廣泛用于:計算機(jī)外圍接口裝置恒溫器和電阻爐控制、交流電機(jī)控制、中間繼電器和電磁閥控制、復(fù)印機(jī)和全自動洗衣機(jī)控制、信號燈交通燈和閃爍器控制、照明和舞臺燈光控制、數(shù)控機(jī)械遙控系統(tǒng)、自動消防和保安系統(tǒng)、大功率可控硅觸發(fā)和工業(yè)自動化裝置等。在應(yīng)用中需要考慮下述問題。固態(tài)繼電器工作原理若有亂碼，請將編碼轉(zhuǎn)成UTF81.1.固態(tài)繼電器(SolidStateRelays縮寫SSR)是一種無觸點電子開關(guān)，由分立元器件、膜固

5、定電阻網(wǎng)絡(luò)和芯片，采用混合工藝組裝來實現(xiàn)控制回路(輸入電路)與負(fù)載回路(輸出電路)的電隔離及信號耦合，由固態(tài)器件實現(xiàn)負(fù)載的通斷切換功能，內(nèi)部無任何可動部件。盡管市場上的固態(tài)繼電器型號規(guī)格繁多，但它們的工作原理基本上是相似的。主要由輸入(控制)電路，驅(qū)動電路和輸出(負(fù)載)電路三部分組成。固態(tài)繼電器的輸入電路是為輸入控制信號提供一個回路，使之成為固態(tài)繼電器的觸發(fā)信號源。固態(tài)繼電器的輸入電路多為直流輸入，個別的為交流輸入。直流輸入電路又分為阻

6、性輸入和恒流輸入。阻性輸入電路的輸入控制電流隨輸入電壓呈線性的正向變化。恒流輸入電路，在輸入電壓達(dá)到一定值時，電流不再隨電壓的升高而明顯增大，這種繼電器可適用于相當(dāng)寬的輸入電壓范圍。固態(tài)繼電器的驅(qū)動電路可以包括隔離耦合電路、功能電路和觸發(fā)電路三部分。隔離耦合電路，目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光－三極管、光－雙向可控硅、光－二極管陣列(光－伏)等。高頻變壓器耦合，是在一定的輸入電壓下，形成約10MHz的

7、自激振蕩，通過變壓器磁芯將高頻信號傳遞到變壓器次級。功能電路可包括檢波整流、過零、加速、保護(hù)、顯示等各種功能電路。觸發(fā)電路的作用是給輸出器件提供觸發(fā)信號。固態(tài)繼電器的輸出電路是在觸發(fā)信號的控制下，實現(xiàn)固態(tài)繼電器的通斷切換。輸出電路主要由輸出器件(芯片)和起瞬態(tài)抑制作用的吸收回路組成，有時還包括反饋電路。目前，各種固態(tài)繼電器使用的輸出器件主要有晶體三極管(Transist)、單向可控硅(Thyrist或SSR的輸出端器件可分為雙向晶閘管和

8、兩只單向晶閘管反并聯(lián)形式。若負(fù)載為電動機(jī)一類的感性負(fù)載，則其靜態(tài)電壓上升率dvdt是一個重要參數(shù)。由于單向晶閘管靜態(tài)電壓上升率(200Vμs)大大高于雙向晶閘管的換向指標(biāo)(10Vμs)，因此若采用兩只大功率單向晶閘管反并聯(lián)代替雙向晶閘管，一方面可提高輸出功率；另一方面也可提高耐浪涌電流的沖擊能力，這種SSR稱為增強(qiáng)型SSR。２.選型使用時應(yīng)注意事項２.1在選用小電流規(guī)格印刷電路板使用的固態(tài)繼電器時，因引線端子為高導(dǎo)熱材料制成焊接時應(yīng)在溫

9、度小于250℃、時間小于10S的條件下進(jìn)行，如考慮周圍溫度的原因，必要時可考慮降額使用，一般將負(fù)載電流控制在額定值的12以內(nèi)使用。２.2各種負(fù)載浪涌特性對SSR的選擇許多被控負(fù)載在接通瞬間會產(chǎn)生很大的浪涌電流，由于熱量來不及散發(fā)，很可能使SSR內(nèi)部可控硅損壞所以用戶在選用繼電器時應(yīng)對被控負(fù)載的浪涌特性進(jìn)行分析然后再選擇繼電器。使繼電器在保證穩(wěn)態(tài)工作前提下能夠承受這個浪涌電流，選擇時可參考表2各種負(fù)載時的降額系數(shù)(常溫下)。如所選用的繼電

10、器需在工作較頻繁、壽命以及可靠性要求較高的場合工作時，則應(yīng)在表2的基礎(chǔ)上再乘以0.6以確保工作可靠。一般在選用時遵循上述原則，在低電壓要求信號失真小可選用采用場效應(yīng)管作輸出器件的直流固態(tài)繼器；如對交流阻性負(fù)載和多數(shù)感性負(fù)載，可選用過零型繼電器，這樣可延長負(fù)載和繼電器壽命，也可減小自身的射頻干擾。如作為相位輸出控制時，應(yīng)選用隨機(jī)型固態(tài)繼電器。２.3使用環(huán)境溫度的影響固態(tài)繼電器的負(fù)載能力受環(huán)境溫度和自身溫升的影響較大，在安裝使用過程中應(yīng)保證

11、其有良好的散熱條件，額定工作電流在10A以上的產(chǎn)品應(yīng)配散熱器，100A以上的產(chǎn)品應(yīng)配散熱器加風(fēng)扇強(qiáng)冷。在安裝時應(yīng)注意繼電器底部與散熱器的良好接觸，并考慮涂適量導(dǎo)熱硅脂以達(dá)到最佳散熱效果。如繼電器長期工作在高溫狀態(tài)下(40℃~80℃)時，用戶可根據(jù)廠家提供的最大輸出電流與環(huán)境溫度曲線數(shù)據(jù)，考慮降額使用來保證正常工作。２.4過流、過壓保護(hù)措施在繼電器使用時，因過流和負(fù)載短路會造成SSR內(nèi)部輸出可控硅永久損壞可考慮在控制回路中增加快速熔斷器和

12、空氣開關(guān)予以保護(hù)型(選擇繼電器應(yīng)選擇產(chǎn)品輸出保護(hù)內(nèi)置壓敏電阻吸收回路和RC緩沖器可吸收浪涌電壓和提高dvdt耐量）；也可在繼電器輸出端并接RC吸收回路和壓敏電阻(MOV)來實現(xiàn)輸出保護(hù)。選用原則是220V選用500V600V壓敏電阻，380V時可選用800V900V壓敏電阻。２.5繼電器輸入回路信號在使用時因輸入電壓過高或輸入電流過大超出其規(guī)定的額定參數(shù)時可考慮在輸入端串接分壓電阻或在輸入端口并接分流電阻以使輸入信號不超過其額定參數(shù)值。