固态继电器原理应用

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1、固态继电器固态继电器简介　　固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接触部件，因此固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外，还具有逻辑电路兼容，耐振耐机械冲击，安装位置无限制，具有良好的防潮、防霉、防腐蚀性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。专用的固态继电器可以具有短路保护，过载保护和过热保护功能，与组合逻辑固化封装就可以实现用户需要的智能模块，直接用于控制系统中。固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口设备

2、、恒温系统、调温、电炉加温控制、电机控制、数控机械、遥控系统、工业自动化装置；信号灯、调光、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机；自动消防，保安系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等，另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。　　1、如何选择SSR的型号规格　　主要是选取适当的额定电流的固态继电器（SSR）除特别说明以外，整流、可控等功率模块亦然。　　根据不同的负载类型来选用SSR的额定电流。阻性负载、感性负载和容性负载在刚起动时瞬时电流较大。

3、即使是纯阻性，由于具有正温度系数，冷态时电阻值较小，因而有较大的起动电流。电炉刚接通时电流为稳定时的1.3—1.4倍。白炽灯接通时电流为稳态10倍。有些金属卤化物灯不但开启时间长达10分钟，而且有高达100倍稳态时的脉冲电流。　　异步电动机起动电流为额定值的5—7倍，直流电动机起动电流还要大。不但如此，感性负载还具有较高的反电势。这是一个不定值，随L和di/dt（电流变化率）的不同而不同。通常为电源电压的1—2倍，这样和电源电压叠加。有高达三倍的电源电压。　　容性负载具有更大的危险性，因为起动时，由于电容器

4、两端的电压不能突变，电容器（负载）相当于短路。这种负载在选型时更要特别注意。　　需要特别指出的是用户不要将SSR的浪涌电流值作为选择负载起动电流的依据。SSR的浪涌电流值是以晶闸管浪涌电流为标准的。它的前提条件是半个（或一个）电源周波。即10或20ms。而前述启动过程，少则几百毫秒、几分钟，多则高达10分钟。这点务必敬请高度注意。固态继电器组成　　固态继电器由三部分组成：输入电路，隔离（耦合）和输出电路。1、输入电路　　按输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些

5、输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能，可以方便的与TTL/MOS逻辑电路连接。　　对于控制电压固定的控制信号，采用阻性输入电路。控制电流保证在大于5mA。对于大的变化范围的控制信号（如3~32V）则采用恒流电路，保证在整个电压变化范围内电流在大于5mA可靠工作。　　2、隔离（耦合）　　固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种：光电耦合通常使用光电二极管—光电三极管，光电二极管—双向光控可控硅，光伏电池，实现控制侧与负载侧隔离控制；高频变压器耦合是利用

6、输入的控制信号产生的自激高频信号经耦合到次级，经检波整流，逻辑电路处理形成驱动信号。　　3、输出电路　　SSR的功率开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换。主要使用有大功率晶体三极管（开关管-Transistor），单向可控硅（Thyristor或SCR），双向可控硅（Triac），功率场效应管（MOSFET），绝缘栅型双极晶体管（IGBT）。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。按负载类型，可分为直流固态继电器和交流固态继电器。直流输出时可使用双极性器件

7、或功率场效应管，交流输出时通常使用两个可控硅或一个双向可控硅。而交流固态继电器又可分为单相交流固态继电器和三相交流固态继电器。交流固态继电器，按导通与关断的时机，可分为随机型交流固态继电器和过零型交流固态继电器。　　4、如何保护SSR　　A、过流保护。SSR是半导体功率器件，对温度变化极为敏感，过流会使SSR损坏，通常使用快速熔断器。但要了解它的保护特性，知道其熔断电流与时间的关系，正确选择与SSR标称电流相适应的快熔。　　B、加RC吸收回路。加RC回路不但有防止过电压的作用，而且对改善dv/dt（电压变化

8、率）有好处。建议R为20—100Ω，功率为2—5W，C为0.1—0.47uf,耐压为250—630v.SSR标称电流小R取上限100Ω，C取下限0.1uf,反之，R取小值，C取大值。　　C、过热保护　　SSR过热，特性下降，轻则失控重则造成永久性损坏，建议在靠近SSR底板处加装温控开关，温控点在75到80℃.　　D、在电感负载中串接电感L。在感应负载里，通常因电流变化率di/dt（电流变化率）高而使SSR损坏。L