固態繼電器的用途及產品特點

更新時間：2015-08-27

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固態繼電器的用途

的固態繼電器可以具有短路保護，過載保護和過熱保護功能，與組合邏輯固化封裝就可以實現用戶需要的智能模塊，直接用于控制系統中。

固態繼電器已廣泛應用于計算機外圍接口設備、恒溫系統、調溫、電爐加溫控制、電機控制、數控機械，遙控系統、工業自動化裝置；信號燈、調光、閃爍器、照明舞臺燈光控制系統；儀器儀表、醫療器械、復印機、自動洗衣機；自動消防，保安系統，以及作為電網功率因素補償的電力電容的切換開關等等，另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場合中都有大量使用。

固態繼電器的特點

固態繼電器是具有隔離功能的無觸點電子開關，在開關過程中無機械接觸部件，

因此固態繼電器除具有與電磁繼電器一樣的功能外，還具有邏輯電路兼容，耐振耐機械沖擊，安裝位置無限制，具有良好的防潮防霉防腐蝕性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也，輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等特點。

固態繼電器的優點

（1）高壽命，高可靠：固態繼電器沒有機械零部件，由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，振動的環境下工作，由于組成固態繼電器的元器件的固有特性，決定了固態繼電器的壽命長，可靠性高。

（2）靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好：固態繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅動功率低，可與大多數邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅動器。

（3）快速轉換：固態繼電器因為采用固體器件，所以切換速度可從幾毫秒至幾微秒。

（4）電磁干擾小：固態繼電器沒有輸入“線圈”，沒有觸點燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。大多數交流輸出固態繼電器是一個零電壓開關，在零電壓處導通，零電流處關斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關瞬態效應。

固態繼電器的缺點

（1）導通后的管壓降大，可控硅或雙向控硅的正向降壓可達1~2V，大功率晶體管的飽和壓降也在1~2V之間，一般功率場效應管的導通電阻也較機械觸點的接觸電阻大。

（2）半導體器件關斷后仍可有數微安至數毫安的漏電流，因此不能實現理想的電隔離。

（3）由于管壓降大，導通后的功耗和發熱量也大，大功率固態繼電器的體積遠遠大于同容量的電磁繼電器，成本也較高。

（4）電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差，耐輻射能力

也較差，如不采取有效措施，則工作可靠性低。

（5）固態繼電器對過載有較大的敏感性，必須用快速熔斷器或RC阻尼電路對其進行過載保護。固態繼電器的負載與環境溫度明顯有關，溫度升高，負載能力將迅速下降。

（6）主要不足是存在通態壓降（需相應散熱措施），有斷態漏電流，交直流不能通用，觸點組數少，另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標差。

固態繼電器的結構

固態繼電器由三部分組成：輸入電路，隔離（耦合）和輸出電路。

輸入電路

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，可以方便的與TTL,MOS邏輯電路連接。

對于控制電壓固定的控制信號，采用阻性輸入電路。控制電流保證在大于5mA。對于大的變化范圍的控制信號（如3~32V）則采用恒流電路，保證在整個電壓變化范圍內電流在大于5mA可靠工作。

隔離耦合

固態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：光電耦合通常使用光電二極管—光電三極管，光電二極管—雙向光控可控硅，光伏電池，實現控制側與負載側隔離控制；高頻變壓器耦合是利用輸入的控制信號產生的自激高頻信號經耦合到次級，經檢波整流，邏輯電路處理形成驅動信號。

輸出電路

SSR的功率開關直接接入電源與負載端，實現對負載電源的通斷切換。主要使用有大功率晶體三極管（開關管-Transistor），單向可控硅（Thyristor或SCR），雙向可控硅（Triac），功率場效應管（MOSFET），絕緣柵型雙極晶體管（IGBT）。固態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。按負載類型，可分為直流固態繼電器和交流固態繼電器。直流輸出時可使用雙極性器件或功率場效應管，交流輸出時通常使用兩個可控硅或一個雙向可控硅。而交流固態繼電器又可分為單相交流固態繼電器和三相交流固態繼電器。交流固態繼電器，按導通與關斷的時機，可分為隨機型交流固態繼電器和過零型交流固態繼電器。

如何配用適當的散熱器

除了額定電流1—直接安裝在印刷線路板上的固態繼電器以外，其余都應配置適當的散熱器，而且SSR底板與散熱器之間要涂上導熱硅脂，兩者緊密接觸，用螺絲擰緊。

下面推薦一些規格SSR所用的散熱器，給用戶做參考。隨著使用條件的不同，用戶再做適當的調整。

如何保護SSR

A、過流保護。SSR是半導體功率器件，對溫度變化極為敏感，過流會使SSR損壞，通常使用快速熔斷器。但要了解它的保護特性，知道其熔斷電流與時間的關系，正確選擇與SSR標稱電流相適應的快熔。

B、加RC吸收回路。加RC回路不但有防止過電壓的作用，而且對改善dv/dt有好處。建議R為20—100Ω，功率為2—5W，C為0.1—0.47uf,耐壓為250—630v. SSR標稱電流小R取上限100Ω，C取下限0.1uf,反之，R取小值，C取大值。

C、過熱保護.SSR過熱，特性下降，輕則失控重則造成*性損壞，建議在靠近SSR底板處加裝溫控開關，溫控點在75到80℃.

D、在電感負載中串接電感L。在感應負載里，通常因電流變化率di/dt高而使SSR損壞。L電感量多大，這要根據體積大小和成本高低而定。