固态继电器的原理与应用介绍.docx

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1、固态继电器的原理与应用介绍导语：固态继电器SolidStateRelay,缩写SSR是用别离的电子元器件、集成电路或者芯片及混合微电路技术结合开展起来的一种具有继电特性的无触点式电子开关。1.概述固态继电器SolidStateRelay,缩写SSR是用别离的电子元器件、集成电路或者芯片及混合微电路技术结合开展起来的一种具有继电特性的无触点式电子开关。具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小、无噪声、无火花等特点，可广泛应用于航天、航海、家电、机床、通讯、化工、煤矿等工业自动化等领域。2.固态继电器分类按输出负载电源分2.1沟通固态继电器2.1.1按开关方式分a.电压过零导通型简称过零型b.

2、电压随机导通型简称随机型2.1.2按输出开关元件分a.双向可控硅输出型b.单向可控硅反并联型增强型2.1.3按安装方式分a.焊针式：线路板用，一般为小电流规格B.装置式：可配置散热器安装固定在金属底板上，大电流规格2.2直流固态继电器2.2.1按输入端分a.光隔离型b.高频磁隔离，变压器耦合2.2.2按输出端分a.大功率三极管b.功率场效应管2.3交直流固态继电器a.光伏耦合器b.磁隔离3.典型交直流固态继电器原理分析3.1沟通固态继电器过零型原理分析固态继电器由三局部组成：输入电路、隔离耦合和输出电路组成，在输入电路控制端参加信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，R1串接电阻对输入

3、信号进展限流，以保证光耦合器不致损坏。LED发光二极管指示输入端控制信号，VD1可防止当输入信号正负极性接反时以保护光耦IC1。V1在线路中起到沟通电压检测作用，使固态继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。当IC1光敏三极管截止时控制端无信号输入时，V1通过R2获得基极电流使之饱和导通,进而使SCR可控硅门极触发电压UGT被箝在低电位而处于关断状态，最终导致BTA双向可控硅在门极控制端R6上无触发脉冲而处于关断状态。当IC1光敏三极管导通时控制端有信号输入时，SCR可控硅的工作状态由沟通电压零点检测三极管V1来确定其工作状态。如电源电压经R2与R3分压，A处电压大于过零电压时VAVBE1

4、，V1处饱和导通状态，SCR、BTA可控硅都处于关断状态；如电源电压经R2与R3分压，A处电压小于过零电压时VAVBE1V1处截止状态，SCR可控硅通过R4获得触发信号而导通,进而使BTA在R6上也获得触发信号也呈导通状态,对负载电源进展关断控制。如此时控制端信号关断后,负载电流也随之减小至BTA双向可控硅的维持电流IH时可自行关断,切断负载电源。沟通过零型固态继电器，因有其电压过零时开启，负载电流过零时关断的特性。它的最大接通、关断时间是半个电源周期，在负载上可得到一个完好的正弦波形。也相应的减少了对负载的冲击。而在相应的控制回路中产生的射频干扰也大大减少。过零型与随机型的工作波形图分别见图

5、2和图3。在输入控制回路中，电阻R1串接在IC1光电耦合器输入端对其发光管进展限流保护，发光管LED对输入控制信号给予指示，VD1对输入端的反偏电压进展保护。当控制端无信号输入时，IC1光电耦合器中的光敏三极管呈截止高阻状态，V1通过R2获得其基极电流使之饱和导通,进而导致V2、V3、V4均处在截止状态，使其固态继电器呈关断状态。当控制端有信号输入时，IC1中光敏三极管导通，使V1呈截止状态，进而使V2、V3、V4导通使其固态继电器呈接通状态，并将电源加至负载上，直流固态继电器的输出端随着输入端信号的参加而导通，信号的消失而关断。另外，大功率低电压的直流固态继电器的输出开关普遍采用功率场效应管

6、来替代功率三极管,以此来降低输入功率。4.选型使用时应考前须知4.1在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，因引线端子为高导热材料制成,焊接时应在温度小于250、时间小于10S的条件下进展，如考虑周围温度的原因，必要时可考虑降额使用，一般将负载电流控制在额定值的1/2以内使用。4.2各种负载浪涌特性对SSR的选择许多被控负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流，由于热量来不及散发，很可能使SSR内部可控硅损坏,所以用户在选用继电器时应对被控负载的浪涌特性进展分析,然后再选择继电器。使继电器在保证稳态工作前提下可以承受这个浪涌电流，选择时可参考表2各种负载时的降额系数常温下。如所选用的继电器需在

7、工作较频繁、寿命和可靠性要求较高的场合工作时，那么应在表2的根底上再乘以0.6以确保工作可靠。一般在选用时遵循上述原那么，在低电压要求信号失真小可选用采用场效应管作输出器件的直流固态继器；如对沟通阻性负载和多数感性负载，可选用过零型继电器，这样可延长负载和继电器寿命，可以减小自身的射频干扰。如作为相位输出控制时，应选用随机型固态继电器。4.3使用环境温度的影响固态继电器的负载才能受环境温度和自身温升的影响较大，在安装使用经过中,应保证其有良好的散热条件，额定工作电流在10A以上的产品应配散热器，100A以上的产品应配散热器加风扇强冷。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触，并考虑涂适量导热

8、硅脂以到达最正确散热效果。如继电器长期工作在高温状态下4080时，用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据，考虑降额使用来保证正常工作。4.4过流、过压保护措施在继电器使用时，因过流和负载短路会造成SSR内部输出可控硅永久损坏,可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型选择继电器应选择产品输出保护,内置压敏电阻吸收回路和RC缓冲器,可吸收浪涌电压和进步dv/dt耐量；可以在继电器输出端并接RC吸收回路和压敏电阻MOV来实现输出保护。选用原那么是220V选用500V-600V压敏电阻，380V时可选用800V-900V压敏电阻。4.5继电器输入回路信号在使用时因输入电压过高或者输入电流过大超出其规定的额定参数时,可考虑在输入端串接分压电阻或者在输入端口并接分流电阻,以使输入信号不超过其额定参数值。4.6在详细使用时,控制信号和负载电源要求稳定，波动不应大于10%，否那么应采取稳压措施。4.7在安装使用时应远离电磁干扰,射频干扰源，以防继电器误动失控。4.8固态继电器开路且负载端有电压时,输出端会有一定的漏电流，在使用或者设计时应注意。4.9固态继电器失效更换时,应尽量选用原型号或者技术参数完全一样的产品，以便与原应用线路匹配，保证系统的可靠工作。声明：本文为转载类文章，如涉及版权问题，请及时联络我们删除2737591964，不便之处，敬请谅解！0