固态继电器及在应用中一些问题的探讨（ X页）.doc

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1、文章编号：1009—0193(2000)06-0064-07固态继电器及在应用中一些问题的探讨彭建，刘跃（贵州工业大学电气工程系，贵州贵阳550003）摘要：阐述了固态继电器的原理、结构、特点及交流直流固态继电器的适用范围，并针对交流固态继电器，提出了根据它的几个关键参数来合理选择固态继电器的方法、应用电路在设计上需要注意的一些问题以及给出了相应与计算机驳接的接口电路。关键词：固态继电器；适用范围；关键参数；应用电路中图分类号：TM581.8文献标识码：B固态继电器（SOLIDSTATERELAY

2、S）,简写成、'SSR〃，是一种全部由固态电了元件组成的新型无触点开关器件，它利用电了元件（如开关三极管、双向可控硅等半导体器件）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〃，它问世于70年代，由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到口益广范的应用。1固态继电器的原理及结构SSR按使用场合可以分成交流型和岚流型两大类，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用。下血以交流犁的SSR为例来说明它的工作原理，图1是它的T作原理框图，图

3、1屮的部件①-④构成交流SSR的主体，从整体上看，SSR只有两个输入端（A和B）及两个输出端（C和D）,是一种四端器件。工作时只要在A、B上加上一定的控制信号，就可以控制C、D两端2间的''通〃和''断〃，实现''开关〃的功能，其屮耦合电路的功能是为A、B端输入的控制信号提供一个输入/输出端Z间的通道，但又在电气上断开SSR屮输入端和输出端之间的（电）联系，以防II••输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是''光耦合器〃，它动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的绝缘（I耐压）等级高；rfl于输入

4、端的负载是发光二极管，这使SSR的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配，在使用可育接与计算机输出接口相接，即受、、1〃与、、0〃的逻辑电平控制。触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路④工作，但由于开关电路在不加特殊控制电路时，将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，为此特设''过零控制电路〃。所谓'、过零〃是指，当加入控制信号，交流电压过零时，SSR即为通态;而当断开控制信号后,SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点（零电位）时，SSR才为断态。这种设计能防止高次谐波的干扰和

5、对电网的污染。吸收电路是为防止从电源屮传来的尖峰、浪涌（电圧）对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰（英至误动作）而设计的，一般是用、'R-C〃串联吸收电路或非线性电阻（压敏电阻器）。图2是一种典型的交流型SSR图1图2图3直流熨的SSR与交流型的SSR相比，无过零控制电路，也不必设置吸收电路，开关器件一般用大功率开关三极管，其它工作原理相同。不过，肓流型SSR在使用时应注意：①负载为感性负载时，如直流电磁阀或电磁铁，应在负载两端并联一只二极管，极性如图3所示,二极管的电流应等于工作电流，电压应大于丁

6、作电压的4倍。②SSR工作时应尽量把它靠近负载，其输出引线应满足负荷电流的需要。③使川电源屈经交流降压整流所得的，其滤波电解电容应足够大。图4给出了儿种国内、外常见的SSR的外形。2固态继电器的特点SSR成功地实现了弱信号仏•)对强电(输岀端负载电压)的控制。由于光耦合器的应用，使控制信号所需的功率极低(约十余毫瓦就可正常工作),而且Vsr所需的丁作电平与TTL、HTL、CMOS等常用集成电路兼容，可以实现直接联接。这使SSR在数控和白控设备等方面得到广泛应用。在相当程度上可取代传统的''线圈-簧

7、片触点式〃继电器(简称、'MER〃)0SSR由于是全固态电了元件组成，与MER相比，它没有任何可动的机械部件，工作屮也没有任何机械动作；SSR由电路的T作状态变换实现''通〃和''断〃的开关功能，没有电接触点，所以它有一系列MER不具备的优点，即工作高可靠、长寿命(有资料表明SSR的开关次数可达次，比一般MER的10°高几百倍)；无动作噪声；耐振耐机械冲击；安装位置无限制；很容易用绝缘防水材料灌封做成全密封形式，而且具有良好的防潮防霉防腐性能;在防爆和防止臭氧污染方血的性能也极佳。这些特点使SSR

8、可在军事(如飞行器、火炮、舰船、车载武器系统)、化工、井下采煤和备种丁业民用电控设备的应用屮大显身手，具有超越MER的技术优势。交流型SSR由于采用过零触发技术，因而可以使SSR安全地用在计算机输出接口上，不必为在接口上采用MER而产生的一系列对计算机的干扰而烦恼。此外，SSR还有能承受在数值上可达额定电流十倍左右的浪涌电流的特点。3主要参数与选用功率固态继电器的特性参数包括输入和输出参数，下面以北京科通继参数名称(单位)参数值最小典型最大电器总厂生产的GX-10F继电器为例，直流