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1、固态继电器在加热器中的应用设计米伦(中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900)摘要:介绍了固态继电器(SSR)的基本原理,以SSR为核心,采用定时器、单片机和PID调节器等控制SSR的方法进行了定时开关控制器、程控烘箱和玻璃退火炉的调功加热设计。简要分析了SSR的热设计,并讨论了在SSR的应用过程中影响其性能可靠性的相关因素以及抗干扰问题。作者:米伦关键词:固态继电器;功率调节;加热器;自动控制(1955),男,高级+中图分类号:TM581.82文献标识码:A文章编号:10015531(2006)10004803工程师,从事真空电子技术工作
2、。ApplicationoftheSolidStateRelayinHeaterMILun(InstituteofElectronicEngineering,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621900,China)Abstract:Thefundamentalofthesolidrelaywasintroduced.Usingtimer,SCMandPIDadjustertocontrolsolidrelay,thetimercontroller,programmedovenandglassannealfurnacehea
3、tingbyadjustablepowerweredesigned.Thedesignofsolidrelayinheatenvironmentwasanalyzed,andthereliabilityandantiinterferencefactorduringusagewereresearched.Keywords:solidstaterelay;poweradjustment;heater;automaticcontrol0引言固态继电器(SolidStateRelay,SSR)是采用分立的电子元器件、集成电路(或芯片)和微电子技术实现控制回路(输入端)与负载回路
4、(输出图1SSR基本原理示意图端)之间的电隔离及信号耦合器件。由固体器件组件:2个输入端和2个输出端;基本组成可分为实现负载的通断切换功能,其内部无任何机械运3部分:PC、触发电路和输出开关(BCR)。动的无触点式电子开关,具有灵敏度高、开关速度SSR的工作原理为:当输入端、!接收到控快、无噪声、电磁和射频率干扰小、工作性能稳定制信号,使二极管(LED)发光,经光敏管耦合启动可靠、无机械磨损、寿命长、体积小、安装简便,能触发电路工作,使可控硅(BCR)导通。SSR的输承受恶劣的环境条件(如高、低温,低气压,油雾,入端和输出端之间是相互绝缘的,内部有吸收电辐照)等特点,广泛
5、用于电解、电镀、电磁振动、照路可防止过压,输入与输出之间的干扰和绝缘问明电源、直流电机等设备中的控制,特别适宜于微题均在器件内部处理。SSR按功能分为控制交流电路及计算机的控制装置和系统。(ACSSR)型和控制直流(DCSSR)型;其中,AC本文仅就采用定时器、单片机、PID调节器等SSR型又分为零电压开关型和非零电压开关型。控制SSR进行定时开关控制器、程控烘箱和玻璃其中零电压开关型不论外加控制信号的相位如退火炉的调功加热设计作一简要介绍。何,总是在交流电源为零电压附近时导通,导通时1SSR的组成及工作原理产生的干扰很小,仅在控制信号的第1个周期内SSR的结构示意图如图
6、1所示,通常为四端产生很小的干扰。∀48∀通/断,使烘箱执行升温-停止升温-保温-降温2SSR的应用设计等工艺过程。SSR是一种有控制信号就#导通∃、无控制信当控制过程发生#开路∃、#高温∃和#低温∃号就#截止∃的功能器件,它可由直流电源、计算时,在LED指示的同时,单片机启动报警器发出机以及专用器件的输出电压直接驱动,故控制电报警声,打印机按工艺要求实时记录相关数据。路简单,性能稳定、可靠。2.3PID调节器控制SSR的设计2.1定时器控制SSR的设计在进行玻璃退火炉的温度控制设计中,采用采用定时器和SSR组成定时开关控制器,其PID调节器、SSR、温度传感器、电磁继电
7、器、交流原理图如图2所示。接触器以及隔离变压器等组成玻璃退火炉(马弗[4]炉),其控制原理如图4所示。图2定时器控制SSR原理图时基电路555与电阻R、电容C、按钮AN等图4玻璃退火炉原理图[1]组成定时器,其时间常数=1.1RC。当按动PID调节器选用日本岛电(Shimden)公司的AN给时基电路555的2脚输入低电平时,3脚输SR70系列产品,它采用了无超调、无欠调的专家出高电平,SSR的输入端、!接收到控制信号,PID算法,具有热电偶、铂电阻、毫伏自由输入,带使SSR内部
