固态继电器作业原理及分类

2017-11-06 06:35分类：电子元器件阅读：

1. 固态继电器(Solid State Relays,缩写SSR)是一种无触点电子开关，由分立元器材、膜固定电阻网络和芯片，选用混合技能拼装来完毕操控回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔绝及信号耦合，由固态器材完毕负载的通断切换功用，内部无任何可动部件。尽管商场上的固态继电器类型规范繁复，但它们的作业原理根柢上是相似的。首要由输入(操控)电路，驱动电路和输出(负载)电路三有些构成。
固态继电器的输入电路是为输入操控信号供给一个回路，使之变成固态继电器的触发信号源。固态继电器的输入电路多为直流输入，单个的为沟通输入。直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入操控电流随输入电压呈线性的正向改动。恒流输入电路，在输入电压抵达必定值时，电流不再随电压的添加而显着增大，这种继电器可适用于恰当宽的输入电压方案。
固态继电器的驱动电路能够包含隔绝耦合电路、功用电路和触发电路三有些。隔绝耦合电路，如今多选用光电耦合器和高频变压器两种电路办法。常用的光电耦合器有光－三极管、光－双向可控硅、光－二极管阵列(光－伏)等。高频变压器耦合，是在必定的输入电压下，构成约十MHz的自激振动，经过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。功用电路可包含检波整流、过零、加快、维护、闪现等各种功用电路。触发电路的效果是给输出器材供给触发信号。
固态继电器的输出电路是在触发信号的操控下，完毕固态继电器的通断切换。输出电路首要由输出器材(芯片)和起瞬态按捺效果的吸回收路构成，有时还包含反响电路。如今，各种固态继电器运用的输出器材首要有晶体三极管(Transistor)、单向可控硅(Thyristor或SCR)、双向可控硅(Triac)、MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。
固态继电器原理固态继电器(Solidstate Relay, SSR)是一种由固态电子组件构成的新式无触点开关，运用电子组件（如开关三极管、双向可控硅等半导体组件）的开关特性，抵达无触点、无火花、而能接通和断开电路的意图，因而又被称为“无触点开关”。有关于以往的“线圈—簧片触点式”继电器(Electromechanical Relay, EMR)，SSR没有任何可动的机械零件，作业中也没有任何机械动作，具有跨过EMR的优势，如反响快、牢靠度高、寿数长（SSR的开关次数可达十8"十9次，比一般EMR的十6高出百倍）、无动作噪声、耐震、耐机械冲击、具有超卓的防潮防霉防腐特性。这些特征使SSR在军事、化工、和各种工业民用电控设备中均有广泛运用。固态继电器的操控信号所需的功率极低，因而能够用弱信号操控强电流。一同沟通型的SSR选用过零触发技能，使SSR能够安全地用在核算机输出接口，不会像EMR那样发作一系列对核算机的烦扰，乃至会致使严峻当机。比照旧用的是DIP封装的型式。操控电压和负载电压按运用场合能够分红沟通和直流两大类，因而会有DC-AC、DC-DC、AC-AC、AC-DC四种型式，它们别离在沟通或直流电源上做负载的开关，不能混用.
按负载电源的类型纷歧样可将SSR分为沟通固态继电器(AC—SSR)和直流固态继电器(DC—SSR)。AC—SSR是以双向晶闸管作为开关器材，用来接通或断开沟通负载电源的固态继电器。AC—SSR的操控触发办法纷歧样，又可分为过零触发型和随机导通型两种。过零触发型AC—SSR是当操控信号输入后，在沟通电源经过零电压邻近时导通，故烦扰很小。随机导通型AC—SSR则是在沟通电源的任一相位上导通或关断，因而在导通顷刻间或许发作较大的烦扰。
1．2 作业原理
过零触发型AC—SSR为四端器材，其内部电路如图1所示。1、2为输入端，3、4为输出端。R0为限流电阻，光耦合器将输入与输出电路在电气上阻离隔，V1构成反相器，R4、R5、V2和晶闸管V3构成过零检查电路，UR为双向整流桥，由V3和UR用以取得使双向晶闸管V4翻开的双向触发脉冲，R3、R7为分流电阻，别离用来维护V3和V4，R8和C构成浪涌吸收网络，以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流，避免对开关电路发作冲击或烦扰。

要指出的是所谓“过零”并非真的有必要是电源电压波形的零处，而一般是指在十～25V或-(十～25)V区域内进行触发，如图2所示。图中沟通电压分三个区域，Ⅰ区为-十V～十V方案，称为死区，在此区域中参加输入信号时不能使SSR导通。Ⅱ区为十～25V和-(十～25)V方案，称为照料区，在此区域内只需参加输入信号，SSR当即导通。Ⅲ区为幅值大于25V的方案，称为按捺区在此区域内参加输入信号，SSR的导通被按捺。

当输入端未加电压信号时，光耦合器的光敏晶体管因未接纳光而截止，V1饱满，V3和V4因无触发电压而截止，此刻SSR封闭。当参加输入信号时，光耦合器中的发光二极管发光，光敏晶体管饱满，使V1截止。此刻若V3两头电压在-(十～25)V或十～25V方案内时，只需恰当挑选分压电阻R4和R5，就可使V2截止，这么使V3触发导通，然后使V 4的操控极上得到从R6→UR→V 3→UR→R7或反方向的触发脉冲，而使V4导通，使负载接通沟通电源。而若沟通电压波形在图2中的Ⅲ区内时，则因V2饱满而按捺V3和V4的导通，而使SSR被按捺，然后完毕了过零触发操控。因为十～25V幅值与电源电压幅值比照可近似看作“零”。因而，一般就将过零电压大概地界说为0～±25V，即以为在此区域内，只需参加输入信号，过零触发型AC—SSR都能导通。
当输入端电压信号撤消后，光耦合器中的光敏晶体管截止，V1饱满，V3截止，但此刻V4仍坚持导通，直到负载电流随电源电压减小到小于双向晶闸管的坚持电流时，SSR才转为截止。
SSR的输出端器材可分为双向晶闸管和两只单向晶闸管反并联办法。若负载为电动机一类的理性负载，则其静态电压上升率dv/dt是一个首要参数。因为单向晶闸管静态电压上升率(200V/μs)大大高于双向晶闸管的换向方针(十V/μs)，因而若选用两只大功率单向晶闸管反并联替代双向晶闸管，一方面可跋涉输出功率；另一方面也可跋涉耐浪涌电流的冲击才调，这种SSR称为增强型SSR。
２. 选型运用时应留神事项
２.1在选用小电流规范打印电路板运用的固态继电器时，因引线端子为高导热资料制成,焊接时应在温度小于250℃、时刻小于十S的条件下进行，如思考周围温度的要素，必要时可思考降额运用，一般将负载电流操控在额外值的 1/2以内运用。