1、固态继电器使用方法1. 在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，因引线端子为高导热材料制成,焊接时应在温度小于 250、时间小于 10S 的条件下进行，如考虑周围温度的原因，必要时可考虑降额使用，一般将负载电流控制在额定值的 1/2 以内使用。 2. 各种负载浪涌特性对固态继电器 SSR 的选择 被控负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流，由于热量来不及散发，很可能使 SSR内部可控硅损坏,所以用户在选用继电器时应对被控负载的浪涌特性进行分析,然后再选择继电器。使继电器在保证稳态工作前提下能够承受这个浪涌电流，选择时可参考表 2 各种负载时的降额系数(常温下)。 如所选用的继电器需在工作较频
2、繁、寿命以及可靠性要求较高的场合工作时，则应在表 2 的基础上再乘以 0.6 以确保工作可靠。 一般在选用时遵循上述原则，在低电压要求信号失真小可选用采用场效应管作输出器件的直流固态继器；如对交流阻性负载和多数感性负载，可选用过零型继电器，这样可延长负载和继电器寿命，也可减小自身的射频干扰。如作为相位输出控制时，应选用随机型固态继电器。 3. 使用环境温度的影响 固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大，在安装使用过程中,应保证其有良好的散热条件，额定工作电流在 10A 以上的产品应配散热器，100A 以上的产品应配散热器加风扇强冷 。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触 ，并
3、考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果。 如继电器长期工作在高温状态下(4080)时，用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据，考虑降额使用来保证正常工作。 4. 过流、过压保护措施 在继电器使用时，因过流和负载短路会造成 SSR 固态继电器内部输出可控硅永久损坏 ,可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型(选择继电器应选择产品输出保护,内置压敏电阻吸收回路和 RC 缓冲器,可吸收浪涌电压和提高 dv/dt 耐量）；也可在杭州国晶继电器输出端并接 RC 吸收回路和压敏电阻 (MOV)来实现输出保护。选用原则是 220V 选用 500V-600V 压敏电阻， 380V 时可选
4、用 800V-900V 压敏电阻。 5. 继电器输入回路信号 在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时,可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻 ,以使输入信号不超过其额定参数值。 6 在具体使用时,控制信号和负载电源要求稳定，波动不应大于 10%，否则应采取稳压措施。 7. 在安装使用时应远离电磁干扰, 射频干扰源，以防继电器误动失控。 8. 固态继电器开路且负载端有电压时, 输出端会有一定的漏电流，在使用或设计时应注意。 9. 固态继电器失效更换时, 应尽量选用原型号或技术参数完全相同的产品，以便与原应用线路匹配，保证系统的可靠工作。 固态继电器分类和几个关键参
5、数时间：2009-9-17 11:43:56 点击：317根据固态继电器的输出方式不同，我们一般把固态分为：过零型交流固态继电器随机型交流固态继电器峰值型交流固态继电器直流固态继电器模拟量调节模块SSR 的选择为了给某一实际的运用确定出适当的 SSR，重要的是要考虑以下几点要求：负载电压交流或直流 负载电流最大和最小电流负载类型阻性、感性或容性控制电压交流或直流环境温度在降低定额值和散热片计算时需要安装方式PCB、面板或 DIN 导轨安装国际认证UL、CSA、VDE、TUV 等等在许多情况下，负载功率将限定 SSR 是采用 PCB、面板或是 DIN 导轨安装，在大于57A 的负载时，一定需要采
6、用散热方法来去除 SSR 本身的发热量。SSR 的负载电压通常是指加至 SSR 输出端的稳态电压。而瞬态电压则是指 SSR 输出端可以承受的最大电压。在使用中，一定要保证加至 SSR 输出端的最大峰值电压低于 SSR的瞬态电压值。在切换交流感性负载、单相电机和三相电机负载，或给这些电路上电时，SSR 输出端可能出现两倍于电源电压峰值的电压。对于此类负载，选型时应给固态继电器的输出电压留出一定余量。 SSR 的输出电流通常是指流经 SSR 输出端的稳态电流。但是由于感性负载、容性负载引起的浪涌电流问题以及电源自身的浪涌电流问题，在选型时应当给固态继电器的输出电流留出一定余量。对于感性负载和容性负
7、载，当交流固态继电器在关断时，有较大的 dv/dt (电压指数上升率)加至继电器输出端，为此应选用 dv/dt 较高的固态继电器。固态继电器时间：2009-6-22 0:10:39 点击：506摘 要：阐述了固态继电器的原理、结构、特点及交流直流固态继电器的适用范围，并针对交流固态继电器，提出了根据它的几个关键参数来合理选择固态继电器的方法、应用电路在设计上需要注意的一些问题以及给出了相应与计算机驳接的接口电路。 关键词：固态继电器的原理 固态继电器的结构 固态继电器的特点 固态继电器的应用固态继电器（SOLIDSTATE RELAYS），简写成“SSR”，是一种全部由固态电子元件组成的新型无
8、触点开关器件，它利用电子元件（如开关三极管、双向可控硅等半导体器件）的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”，它问世于 70 年代，由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。 一、固态继电器的原理及结构 SSR 按使用场合可以分成交流型和直流型两大类，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用。 下面以交流型的 SSR 为例来说明它的工作原理，图 1 是它的工作原理框图，图 1 中的部件-构成交流 SSR 的主体，从整体上看，SSR 只有两个输入端（A 和 B）及两个输出端（C 和 D），是一种四端器件。图 1
9、工作时只要在 A、B 上加上一定的控制信号，就可以控制 C、D 两端之间的“通”和“ 断”，实现“开关” 的功能，其中耦合电路的功能是为 A、B 端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道，但又在电气上断开 SSR 中输入端和输出端之间的（电）联系， 以防止输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是“光耦合器” ，它动作灵敏、响应速度高、输入 /输出端间的绝缘（耐压）等级高；由于输入端的负载是发光二极管，这使 SSR 的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配，在使用可直接与计算机输出接口相接，即受“1”与“0” 的逻辑电平控制。触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路工作，但由于开
10、关电路在不加特殊控制电路时，将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，为此特设“过零控制电路”。所谓“过零” 是指，当加入控制信号，交流电压过零时，SSR 即为通态；而当断开控制信号后，SSR 要等待交流电的正半周与负半周的交界点（零电位）时，SSR 才为断态。这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染。吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌（电压）对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰（甚至误动作）而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻（压敏电阻器）。图 2 是一种典型的交流型 SSR 的电原理图。图 2直流型的 SSR 与交流型的 SSR 相比，无过零控制电路，也不必设置吸收
11、电路，开关器件一般用大功率开关三极管，其它工作原理相同。不过，直流型 SSR 在使用时应注意：负载为感性负载时，如直流电磁阀或电磁铁，应在负载两端并联一只二极管，极性如图3 所示，二极管的电流应等于工作电流，电压应大于工作电压的 4 倍。SSR 工作时应尽量把它靠近负载，其输出引线应满足负荷电流的需要。使用电源属经交流降压整流所得的，其滤波电解电容应足够大。图 3图 4 给出了几种国内、外常见的 SSR 的外形。图 4二、固态继电器的特点 SSR 成功地实现了弱信号（Vsr）对强电（输出端负载电压）的控制。由于光耦合器的应用，使控制信号所需的功率极低（约十余毫瓦就可正常工作），而且 Vsr 所
12、需的工作电平与 TTL、HTL、CMOS 等常用集成电路兼容，可以实现直接联接。这使 SSR 在数控和自控设备等方面得到广泛应用。在相当程度上可取代传统的“线圈簧片触点式” 继电器（简称“MER”）。 SSR 由于是全固态电子元件组成，与 MER 相比，它没有任何可动的机械部件，工作中也没有任何机械动作；SSR 由电路的工作状态变换实现“通”和“ 断”的开关功能，没有电接触点，所以它有一系列 MER 不具备的优点，即工作高可靠、长寿命（有资料表明 SSR 的开关次数可达 108-109 次，比一般 MER 的 106 高几百倍）；无动作噪声；耐振耐机械冲击；安装位置无限制；很容易用绝缘防水材料
13、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极佳。这些特点使 SSR 可在军事（如飞行器、火炮、舰船、车载武器系统）、化工、井下采煤和各种工业民用电控设备的应用中大显身手，具有超越 MER 的技术优势。 交流型 SSR 由于采用过零触发技术，因而可以使 SSR 安全地用在计算机输出接口上，不必为在接口上采用 MER 而产生的一系列对计算机的干扰而烦恼。 此外，SSR 还有能承受在数值上可达额定电流十倍左右的浪涌电流的特点。 三、主要参数与选用 功率固态继电器的特性参数包括输入和输出参数，下面以北京科通继电器总厂生产的GX-10F 继电器为例，列出输入、输
14、出参数，详见表 1，根据输入电压参数值大小，可确定工作电压大小。如采用 TTL 或 CMOS 等逻辑电平控制时，最好采用有足够带载能力的低电平驱动，并尽可能使“0” 电平低于 0.8 V。如在噪声很强的环境下工作，不能选用通、断电压值相差小的产品，必需选用通、断电压值相差大的产品，（如选接通电压为 8 V 或12 V 的产品）这样不会因噪声干扰而造成控制失灵。输出参数的项目较多，现对主要几个参数说明如下： 1、额定输入电压 它是指定条件下能承受的稳态阻性负载的最大允许电压有效值。如果受控负载是非稳态或非阻性的，必需考虑所选产品是否能承受工作状态或条件变化时（冷热转换、静动转换、感应电势、瞬态峰
15、值电压、变化周期等） 所产生的最大合成电压。例如负载为感性时，所选额定输出电压必须大于两倍电源电压值，而且所选产品的阻断（击穿）电压应高于负载电源电压峰值的两倍。如在电源电压为交流 220V、一般的小功率非阻性负载的情况下，建议选用额定电压为 400V600V 的 SSR 产品；但对于频繁启动的单相或三相电机负载，建议选用额定电压为 660V800V 的 SSR 产品。 2、额定输出电流和浪涌电流 额定输出电流是指在给定条件下（环境温度、额定电压、功率因素、有无散热器等）所能承受的电流最大的有效值。一般生产厂家都提供热降额曲线。如周围温度上升，应按曲线作降额使用。 浪涌电流是指在给定条件下（室
16、温、额定电压、额定电流和持续的时间等）不会造成永久性损坏所允许的最大非重复性峰值电流。交流继电器的浪涌电流为额定电流的 5-10 倍（一个周期），直流产品为额定电流的 1.5-5 倍（一秒）。在选用时，如负载为稳态阻性，SSR 可全额或降额 10%使用。对于电加热器、接触器等，初始接通瞬间出现的浪涌电流可达 3 倍的稳态电流，因此，SSR 降额 20%-30%使用。对于白织灯类负载，SSR 应按降额 50%使用，并且还应加上适当的保护电路。对于变压器负载，所选产品的额定电流必须高于负载工作电流的两倍。对于负载为感应电机，所选 SSR 的额定电流值应为电机运转电流的 24 倍，SSR 的浪涌电流
17、值应为额定电流的 10 倍。 固态继电器对温度的敏感性很强，工作温度超过标称值后，必须降热或外加散热器，例如额定电流为 10A 的 JGX10F 产品，不加散热器时的允许工作电流只有 10A。 四、应用电路 1、基本单元电路 如图 5a 所示为稳定的阻性负载，为了防止输入电压超过额定值，需设置一限流电阻Rx；当负载为非稳定性负载或感性负载时，在输出回路中还应附加一个瞬态抑制电路，如图 5b 所示，目的是保护固态继电器。通常措施是在继电器输出端加装 RC 吸收回路（例如：R=150 ，C=0.5 F或 R=39 ，C=0.1 F），它可以有效的抑制加至继电器的瞬态电压和电压指数上升率 dv/dt
18、。在设计电路时，建议用户根据负载的有关参数和环境条件，认真计算和试验 RC 回路的选值。另一个常用的措施是在继电器输出端接入具有特定钳位电压的电压控制器件，如双向稳压二极管或压敏电阻（MOV）。压敏电阻电流值应按下式计算： Imov=（Vmax-Vmov ）/ZS 其中 ZS 为负载阻抗、电源阻抗以及线路阻抗之和，Vmax、Vmov 分别为最高瞬态电压、压敏电阻的标称电压，对于常规的 220V 和 380V 的交流电源，推荐的压敏电阻的标称电压值分别为 440-470V 和 760-810V。 在交流感性负载上并联 RC 电路或电容，也可抑制加至 SSR 输出端的瞬态电压和电压指数上升率。 但
19、实验表明，RC 吸收回路，特别是并联在 SSR 输出端的 RC 吸收回路，如果和感性负载组合不当，容易导致振荡，在负载电源上电或继电器切换时，加大继电器输出端的瞬变电压峰值，增大 SSR 误导通的可能性，所以，对具体应用电路应先进行试验，选用合适的 RC 参数，甚至有时不用 RC 吸收电路更有利。 对于容性负载引起的浪涌电流可用感性元件抑制，如在电路中引入磁干扰滤波器、扼流圈等，以限制快速上升的峰值电流。 另外，如果输出端电流上升变化率（di/dt）很大，可以在输出端串联一个具有高磁导率的软化磁芯的电感器加以限制。图 5通常 SSR 均设计为“ 常开”状态，即无控制信号输入时，输出端是开路的，
20、但在自动化控制设备中经常需要“常闭”式的 SSR，这时可在输入端外接一组简单的电路，如图 5c 所示，这时即为常闭式 SSR。 2、多功能控制电路 图 6a 为多组输出电路，当输入为“0”时，三极管 BG 截止，SSR1 、SSR2 、SSR3 的输入端无输入电压，各自的输出端断开；当输入为“1” 时，三极管 BG 导通，SSR1、SSR2、SSR3 的输入端有输入电压，各自的输出端接通，因而达到了由一个输入端口控制多个输出端“通”、“ 断” 的目的。 图 6b 为单刀双掷控制电路，当输入为“0”时，三极管 BG 截止，SSR1 输入端无输入电压，输出端断开，此时 A 点电压加到 SSR2 的
21、输入端上（UA-UDW 应使 SSR2 输出端可靠接通），SSR2 的输出端接通；当输入为“1”时，三极管 BG 导通，SSR1 输入端有输入电压，输出端接通，此时 A 点虽有电压，但 UA-UDW 的电压值已不能使 SSR2 的输出端接通而处于断开状态，因而达到了“单刀双掷控制电路” 的功能（注意：选择稳压二极管DW 的稳压值时，应保证在导通的 SSR1“+”端的电压不会使 SSR2 导通，同时又要兼顾到SSR1 截止时期“+”端的电压能使 SSR2 导通）。图 63、用计算机控制电机正反转的接口及驱动电路 图 7 计算机控制单相交流电机正反转的接口及驱动电路，在换向控制时，正反转之间的停滞
22、时间应大于交流电源的 1.5 个周期（用一个“ 下降沿延时 ”电路来完成），以免换向太快而造成线间短路。电路中继电器要选用阻断电压高于 600 V 和额定电压为 380 V 以上的交流固态继电器。图 7 计算机控制单相交流电机正反转的接口及驱动电路为了限制电机换向时电容器的放电电流，应在各回路中外加一只限流电阻 Rx，其阻值和功率可按下式计算： Rx=0.2VP/IR（）, P=Im2Rx 其中：VP电源峰值电压（V ）；IR固态继电器额定电流（ A）；Im电机运转电流（A）；P 限流电阻功率（W） 图 8 计算机控制三相交流电机正反转的接口及驱动电路，图中采用了 4 个与非门，用二个信号通道分别控制电动机的起动、停止和正转、反转。当改变电动机转动方向时，给出指令信号的顺序应是“停止 反转起动” 或“停止正转起动”。延时电路的最小延时不小于 1.5 个交流电源周期。其中 RD1、RD2、RD3 为熔断器。当电机允许时，可以在 R1-R4 位置接入限流电阻，以防止当万一两线间的任意二只继电器均误接通时，限制产生的半周线间短路电流不超过继电器所能承受的浪涌电流，从而避免烧毁继电器等事故，确保安全性；但副作用是正常工作时电阻上将产生压降和功耗。该电路建议采用额定电压为 660 V 或更高一点的 SSR 产品。图 8 计算机控制三相交流电机正反转的接口及驱动电路
