固態(tài)開關(guān)

1、固態(tài)繼電器的分類與工作原理固態(tài)繼電器的分類與工作原理固態(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、膜固定電阻網(wǎng)絡和芯片，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(負載)電路三部分組成。固態(tài)繼

2、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

3、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、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

4、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SCR)、雙向可控硅(Triac)、MOS場效應管(MOSFET)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等。固態(tài)繼電器原理固態(tài)繼電器(SolidstateRelaySSR)是一種由固態(tài)電子組件組成的新型無觸點開關(guān)，利用電子組件（如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導體組件）的開關(guān)特性，達到無觸點、無火花、而能接通和斷開電路的目的，因此又被稱

5、為“無觸點開關(guān)”。相對于以往的“線圈—簧片觸點式”繼電器(ElectromechanicalRelayEMR)，SSR沒有任何可動的機械零件，工作中也沒有任何機械動作，具有超越EMR的優(yōu)勢，如反應快、可靠度高、壽命長（SSR的開關(guān)次數(shù)可達108“109次，比一般EMR的106高出百倍）、無動作噪聲、耐震、耐機械沖擊、具有良好的防潮防霉防腐特性。這些特點使SSR在軍事、化工、和各種工業(yè)民用電控設備中均有廣泛應用。固態(tài)繼電器的控制信號所需的

6、功率極低，因此可以用弱信號控制強電流。同時交流型的SSR采用過零觸發(fā)技術(shù)，使SSR可以安全地用在計算機輸出接口，不會像EMR那樣產(chǎn)生一系列對計算機的干擾，甚至會導致嚴重當機。比較常用的是DIP封裝的型式。控制電壓和負載電壓按使用場合可以分成交流和直流兩大類，因此會有DCAC、DCDC、ACAC、ACDC四種型式，它們分別在交流或直流電源上做負載的開關(guān)，不能混用.按負載電源的類型不同可將SSR分為交流固態(tài)繼電器(AC—SSR)和直流固態(tài)繼

7、電器(DC—SSR)。AC—SSR是以雙向晶閘管作為開關(guān)器件，用來接通或斷開交流負載電源的固態(tài)繼電器。AC—SSR的控制觸發(fā)方式不同，又可分為過零觸發(fā)型和隨機導通型兩種。過零觸發(fā)型AC—SSR是當控制信號輸入后，在交流電源經(jīng)過零電壓附近時導通，故干擾很小。隨機導通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導通或關(guān)斷，因此在導通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾。２.選型使用時應注意事項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

8、導熱材料制成焊接時應在溫度小于250℃、時間小于10S的條件下進行，如考慮周圍溫度的原因，必要時可考慮降額使用，一般將負載電流控制在額定值的12以內(nèi)使用。２.2各種負載浪涌特性對SSR的選擇許多被控負載在接通瞬間會產(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對被控負載的浪涌特性進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各種負載時的降額系數(shù)(

9、常溫下)。如所選用的繼電器需在工作較頻繁、壽命以及可靠性要求較高的場合工作時，則應在表2的基礎上再乘以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管作輸出器件的直流固態(tài)繼器；如對交流阻性負載和多數(shù)感性負載，可選用過零型繼電器，這樣可延長負載和繼電器壽命，也可減小自身的射頻干擾。如作為相位輸出控制時，應選用隨機型固態(tài)繼電器。２.3使用環(huán)境溫度的影響固態(tài)繼電器的負載能力受環(huán)境溫度和自身溫升的影響較大

10、，在安裝使用過程中應保證其有良好的散熱條件，額定工作電流在10A以上的產(chǎn)品應配散熱器，100A以上的產(chǎn)品應配散熱器加風扇強冷。在安裝時應注意繼電器底部與散熱器的良好接觸，并考慮涂適量導熱硅脂以達到最佳散熱效果。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、過壓保護措施在繼電器使用時，因過流和負載短路會造成SSR內(nèi)部輸出可控硅永久損壞可考慮在控

11、制回路中增加快速熔斷器和空氣開關(guān)予以保護型(選擇繼電器應選擇產(chǎn)品輸出保護內(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。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

12、信號不超過其額定參數(shù)值。２.6在具體使用時控制信號和負載電源要求穩(wěn)定，波動不應大于10%，否則應采取穩(wěn)壓措施。２.7在安裝使用時應遠離電磁干擾射頻干擾源，以防繼電器誤動失控。２.8固態(tài)繼電器開路且負載端有電壓時輸出端會有一定的漏電流，在使用或設計時應注意。２.9固態(tài)繼電器失效更換時應盡量選用原型號或技術(shù)參數(shù)完全相同的產(chǎn)品，以便與原應用線路匹配，保證系統(tǒng)的可靠工作。固態(tài)繼電器簡介一什么是固態(tài)繼電器？固態(tài)繼電器（SSR）是一種全電子