交流固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器的原理、結(jié)構(gòu)

ssr成功地實現(xiàn)了弱信號 (vsr)對強電(輸出端負載電壓)的控制。由于光耦合器的應(yīng)用，使控制信號所需的功率極低(約十余毫瓦就可正常工作)，而且vsr所需的工作電平與 ttl、htl、cmos等常用集成電路兼容，可以實現(xiàn)直接聯(lián)接。這使ssr在數(shù)控和自控設(shè)備等方面得到廣泛應(yīng)用。在相當程度上可取代傳統(tǒng)的“線圈-簧片觸點式”繼電器(簡稱“mer”)。 　ssr由于是全固態(tài)電子元件組成，與mer相比，它沒有任何可動的機械部件，工作中也沒有任何機械動作； ssr由電路的工作狀態(tài)變換實現(xiàn)“通”和“斷”的開關(guān)功能，沒有電接觸點，所以它有一系列mer不具備的優(yōu)點，即工作高可靠、長壽命(有資料表明ssr的開關(guān)次數(shù)可達108-109次，比一般mer的106高幾百倍)；無動作噪聲；耐振耐機械沖擊；安裝位置無限制；很容易用絕緣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面的性能也極佳。這些特點使ssr可在軍事(如飛行器、火炮、艦船、車載武器系統(tǒng))、化工、井下采煤和各種工業(yè)民用電控設(shè)備的應(yīng)用中大顯身手，具有超越mer的技術(shù)優(yōu)勢。 　交流型ssr由于采用過零觸發(fā)技術(shù)，因而可以使ssr安全地用在計算機輸出接口上，不必為在接口上采用mer而產(chǎn)生的一系列對計算機的干擾而煩惱。此外，ssr還有能承受在數(shù)值上可達額定電流十倍左右的浪涌電流的特點。

1輸入電壓范圍：在環(huán)境溫度25'c下，固態(tài)繼電器能夠工作的輸入電壓范圍。 　2輸入電流：在輸入電壓范圍內(nèi)某一特定電壓對應(yīng)的輸入電流值。 　3接通電壓：在輸入端加該電壓或大于該電壓值時，輸出端確保導(dǎo)通。 　4關(guān)斷電壓：在輸入端加該電壓或小于該電壓值時，輸出端確保導(dǎo)通。 　5反極性電壓：能夠加在繼電器輸入端上，而不應(yīng)起永久性破壞的最大允許反向電壓。 　6額定輸出電流：環(huán)境25'c時的最大穩(wěn)態(tài)工作電流。 　7額定輸出電壓：能夠承受的最大負載工作電壓。 　8輸出電壓降：當繼電器處于導(dǎo)通時，在額定輸出電流下測得的輸出端電壓。 　9輸出漏電流：當繼電器處于關(guān)斷狀態(tài)施加額定輸出電壓時，流經(jīng)負載的電流值。 　10接通時間：當繼電器接通時，加輸入電壓到接通電壓開始至輸出達到其電壓最終變化的90]為止之間的時間間隔。 　11關(guān)斷時間：當繼電器關(guān)斷時，切除輸入電壓到關(guān)斷電壓開始至輸出達到其電壓最終變化的10]為止之間的時間間隔。 　12過零電壓：對交流過零型固態(tài)繼電器，輸入端加入額定電壓，能使繼電器輸出端導(dǎo)通的最大起始電壓。 　13最大浪涌電壓：繼電器能承受的而不致造成永久性損壞的非重復(fù)浪涌(或過載)電流。 　14電器系統(tǒng)峰值：在繼電器工作狀態(tài)繼電器輸出端能夠承受的最大迭加的瞬時峰值擊穿電壓。 　15電壓指數(shù)上升率dv/dt：繼電器的輸出元件能夠承受的不使其導(dǎo)通的電壓上升率。 　16工作溫度：繼電器安規(guī)范安裝或不安裝散熱板時，其正常工作的環(huán)境溫度范圍。

固態(tài)繼電器有三部分組成:輸入電路，隔離(耦合)和輸出電路。按輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時，通常使用兩個可控硅或一個雙向可控硅，直流輸出時可使用雙極性器件或功率場效應(yīng)管。ssr按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類，它們分別在交流或直流電源上做負載的開關(guān)，不能混用。 　下面以交流型的 ssr為例來說明它的工作原理，它的工作原理框圖，部件1～4構(gòu)成交流ssr的主體，從整體上看，ssr只有兩個輸入端(a和b)及兩個輸出端(c和d)，是一種四端器件。工作時只要在a、b上加上一定的控制信號，就可以控制c、d兩端之間的“通”和“斷”，實現(xiàn)“開關(guān)”的功能，其中耦合電路的功能是為a、b端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開ssr中輸入端和輸出端之間的(電)聯(lián)系，以防止輸出端對輸入端的影響，耦合電路用的元件是“光耦合器”，它動作靈敏、響應(yīng)速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高；由于輸入端的負載是發(fā)光二極管，這使ssr的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配，在使用可直接與計算機輸出接口相接，即受“1”與“0”的邏輯電平控制。觸發(fā)電路的功能是產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號，驅(qū)動開關(guān)電路④工作，但由于開關(guān)電路在不加特殊控制電路時，將產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng)，為此特設(shè)“過零控制電路”。所謂“過零”是指，當加入控制信號，交流電壓過零時，ssr即為通態(tài)；而當斷開控制信號后，ssr要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位) 時，ssr才為斷態(tài)。這種設(shè)計能防止高次諧波的干擾和對電網(wǎng)的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對開關(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設(shè)計的，一般是用“r-c”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。

直流型的ssr與交流型的ssr相比，無過零控制電路，也不必設(shè)置吸收電路，開關(guān)器件一般用大功率開關(guān)三極管，其它工作原理相同。不過，直流型ssr在使用時應(yīng)注意： 　1 負載為感性負載時，如直流電磁閥或電磁鐵，應(yīng)在負載兩端并聯(lián)一只二極管，極性，二極管的電流應(yīng)等于工作電流，電壓應(yīng)大于工作電壓的4倍。

2 ssr工作時應(yīng)盡量把它靠近負載，其輸出引線應(yīng)滿足負荷電流的需要。 　3 使用電源屬經(jīng)交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應(yīng)足夠大。 　固態(tài)繼電器(ssr)與機電繼電器相比，是一種沒有機械運動，不含運動零件的繼電器，但它具有與機電繼電器本質(zhì)上相同的功能。ssr是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點開關(guān)元件，他利用電子元器件的點，磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場效應(yīng)管，單項可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達到無觸點，無火花地接通和斷開被控電路。

1.高壽命，高可靠:ssr沒有機械零部件，有固體器件完成觸點功能，由于沒有運動的零部件，因此能在高沖擊，振動的環(huán)境下工作，由于組成固態(tài)繼電器的元器件的固有特性，決定了固態(tài)繼電器的壽命長，可靠性高。 　2.靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好:固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動器。 　3.快速轉(zhuǎn)換:固態(tài)繼電器因為采用固體其間，所以切換速度可從幾毫秒至幾微妙。 　4.電磁干擾笑:固態(tài)繼電器沒有輸入‘線圈“，沒有觸點燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個零電壓開關(guān)，在零電壓處導(dǎo)通，零電流處關(guān)斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。

新鄉(xiāng)市正杰電熱設(shè)備電器廠是一家集科研、設(shè)計、生產(chǎn)、制造、銷售為一體的高科技創(chuàng)新型企業(yè)。

主要生產(chǎn)有三相/單相調(diào)功調(diào)壓一體機、平板式系列器件、模塊系列、工業(yè)級交流固態(tài)繼電器組合件、電力調(diào)整器及自動化控制系統(tǒng)。公司還代理銷售有宇電PID調(diào)節(jié)器、島電PID調(diào)節(jié)器、宇電系列產(chǎn)品、島電系列產(chǎn)品、周波控制器、有紙記錄儀、無紙記錄儀、碳控系統(tǒng)及各類觸發(fā)板和散熱器等。

我們本著嚴謹務(wù)實、高效求新、敢為人先、勇創(chuàng)第一的精神，以優(yōu)惠顧客、開拓市場、服務(wù)人群、廣求發(fā)展為宗旨，“用誠信開辟市場，以質(zhì)量服務(wù)客戶!”衷心感謝各界朋友多年來對我們的關(guān)心和支持，熱忱歡迎您光臨我公司洽談、考察、指導(dǎo)工作。我們將繼續(xù)研發(fā)生產(chǎn)并提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和完美的售后服務(wù)，不斷為電熱設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步做出自己的貢獻。

它是用半導(dǎo)體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關(guān)器件，單相SSR為四端有源器件，其中兩個輸入控制端，兩個輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后，輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。交流固態(tài)繼電器按開關(guān)方式分有電壓過零導(dǎo)通型（簡稱過零型）和隨機導(dǎo)通型（簡稱隨機型）

按輸出開關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型（普通型）和單向可控硅反并聯(lián)型（增強型）

按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（自然冷卻，不必帶散熱器）和固定在金屬底板上的裝置式（靠散熱器冷卻）

另外輸入端又有寬范圍輸入（DC3~32V）的恒流源型和串電阻限流型等。

SSR固態(tài)繼電器以觸發(fā)形式，可分為零壓型（Z）和調(diào)相型（P）兩種。

在輸入端施加合適的控制信號IN時，P型SSR立即導(dǎo)通。當IN撤銷后，負載電流低于雙向可控硅維持電流時（交流換向），SSR關(guān)斷。Z型SSR內(nèi)部包括過零檢測電路，在施加輸入信號IN時，只有當負載電源電壓達到過零區(qū)時，SSR才能導(dǎo)通，并有可能造成電源半個周期的最大延時。Z型SSR關(guān)斷條件同P型，但由于負載工作電流近似正弦波，高次諧波干擾小，所以應(yīng)用廣泛。北京靈通電子公司的SSR由于采用輸出器件不同，有普通型（S，采用雙向可控硅元件）和增強型（HS，采用單向可控硅元件）之分。當加有感性負載時，在輸入信號截止t1之前，雙向可控硅導(dǎo)通，電流滯后電源電壓90O（純感時）。t1時刻，輸入控制信號撤銷，雙向可控硅在小于維持電流時關(guān)斷（t2），可控硅將承受電壓上升率dv/dt很高的反向電壓。這個電壓將通過雙向可控硅內(nèi)部的結(jié)電容，正反饋到柵極。如果超過雙向可控硅換向dv/dt指標（典型值10V/ s，將引起換向恢復(fù)時間長甚至失敗。單向可控硅（增強型SSR）由于處在單極性工作狀態(tài)，此時只受靜態(tài)電壓上升率所限制（典型值200V/　s），因此 增強型固態(tài)繼電器HS系列比普通型SSR的換向dv/dt指標提高了5~20倍。由于采用兩只大功率單向可控硅反并聯(lián)，改變了電流分配和導(dǎo)熱條件，提高了SSR輸出功率。增強型SSR在大功率應(yīng)用場合，無論是感性負載還是阻性負載，耐電壓、耐電流沖擊及產(chǎn)品的可靠性，均超過普通固態(tài)繼電器。

如何使用戶的驅(qū)動電路與SSR的輸入特性相匹配

一般來講，SSR的輸入控制電壓為3.2—32V?？刂齐娏鳛?—30mA. 通常1—25A的SSR輸入回路不是恒流源電路，輸入控制電壓為4—16V?？刂齐娏鳛?—20mA.較大額定電流的SSR輸入電路均接有恒流源電路。輸入控制電壓在3.2—32V均可。在三相電路里，如果用戶將三個SSR的輸入端串聯(lián)的話，那么希望提供大于12V的控制電壓；如果將三個SSR的輸入端并聯(lián)使用的話，那么驅(qū)動電流要保證50mA。單個SSR使用，驅(qū)動電流不要設(shè)計在4—5mA 的臨界狀態(tài)下至少要大于6mA。