深度了解固态继电器原理、分类、选择、使用和维护

2020/6/8 1:02:52 人评论 次浏览 分类:电子技术  文章地址:/tech/3114.html

文章以《深度了解固态继电器原理、分类、选择、使用和维护》为题,昌晖仪表也力求内容充实详尽,但很多内容深入程度不够,对仪表工和电工使用和了解固态继电器还是很有帮助。
固态继电器
固态继电器工作原理

固态继电器按负载类型可分为交流型AC-SSR)和直流型(DC-SSR)两类。它们分别用在交流或直流电源上做负载的开关,不能混用。昌晖仪表仅介绍最常用的交流固态继电器。交流固态继电器外形及原理如图1所示,从图可看出它是一种四端有源器件,有两个输入控制端,两个输出受控端。它既有放大驱动作用,又有隔离作用。它采用光电隔离器对输入输出之间进行电气隔离。在输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态),从而控制较大负载。
固态继电器工作原理

固态继电器分类

交流固体继电器按开关方式分有电压过零导通型(简称过零型)和随机导通型(简称随机型);按输出开关元件分有双向可控硅输出型(普通型)和单向可控硅反并联型(增强型);按安装方式分有印刷线路板上用的针插式(自然冷却,不必带散热器)和固定在金属底板上的装置式(靠散热器冷却);另外输入端又有宽范围输入(DC3-32V)的恒流源型和串电阻限流型等。

①过零型与随机型固态继电器的区别

当输入端施加有效的控制信号时,随机型固态继电器输出端立即导通(速度为微秒级),而过零型固态继电器则要等到负载电压过零区域(约±15V)时才开启导通。当输入端撤消控制信号后,过零型和随机型固态继电器均在小于维持电流时关断。虽然过零型固态继电器有可能造成最大半个周期的延时,但却减少了对负载的冲击和产生的射频干扰,成为理想的开关器件,在“单刀单掷”的开关场合中应用最为广泛。随机型固态继电器的特点是反应速度快,它可以控制移相触发脉冲达到方便地改变交流电网电压,从而应用于精确地调温、调光等阻性负载及部分感性负载场合。

②双向可控硅输出的普通型与单向可控硅反并联输出的增强型的区别
在感性负载的场合,当SSR由通态关断时,由于电流、电压的相位不一致,将产生一个很大的电压上升率dv/dt(换向dv/dt)加在双向可控硅两端,如此值超过双向可控硅的换向dv/dt指标(典型值为10V/μs)则将导致延时关断,甚至失败。而单向可控硅为单极性工作状态,只受静态电压上升率dv/dt(典型值为100V/μs)影响,由两只单向可控硅反并联构成的增强型SSR比由一只双向可控硅构成的普通型SSR的换向dv/dt有了很大提高,因此在感性或容性负载场合宜选取增强型SSR。

固态继电器使用场合
固体继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置,电炉加热恒温系统,数控机械,?叵低场⒐ひ底远爸茫恍藕诺啤⑸了钙鳌⒄彰魑杼ǖ乒饪刂葡低常灰瞧饕潜怼⒁搅破餍怠复印机、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。

固态继电器优缺点

固体继电器工作可靠,寿命长,无噪声,无火花,无电磁干扰,开关速度快,抗干扰能力强,且体积小,耐冲击,耐振荡,防爆、防潮、防腐蚀、能与TTL、DTL、HTL等逻辑电路兼容,以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。主要不足是存在通态压降(需相应散热措施),有断态漏电流,交直流不能通用,触点组数少,另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。

交流固态继电器基本性能测试电路

一般情况下,万用表不能判别SSR 的好坏,正确的方法采用图2的测试电路:当输入电流为零时,电压表测出的电压为电网电压,电灯不亮(灯泡功率须25W以上);当输入电流达到一定值以后,电灯亮,电压表测出的电压为 SSR 导通压降(在3V以下)。(请初次使用者务必注意:因SSR内部有RC回路而带来漏电流,因此不能等同于普通触点式的继电器、接触器,请参考后面的注意事项)。
交流固态继电器基本性能测试电路

固态继电器的选择

固态继电器型号命名尚未统一,选型时要参阅厂家的说明书,在参数选择时应考虑如下条件。
①额定输入电压
是指在给定条件下能承受的稳态阻性负载的最大允许电压有效值。用于感性负载时,所选额定输入电压必须大于两倍电源电压值,所选欧宝电竞平台的击穿电压应高于负载电源电压峰值的两倍。交流负载为220V的阻性负载,可选用220V电压等级的SSR;交流负载为220V的感性负载或交流负载为380V的阻性负载,可选用380V电压等级的SSR;交流负载为380V的感性负载,可选用480V电压等级的SSR;电动机正反转可选用480V电压等级的 SSR;频繁启动的单相或三相电机负载,可选用660~800V电压等级的SSR。

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)所能承受的最大电流有效值。固态继电器对温度的敏感性很强,工作温度超过标称值后,必须降额或外加散热器使用,通常厂家都提供热降额曲线。

浪涌电流是指在给定条件下(环境温度、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。阻性负载,SSR可全额或降额10%使用。电加热器、接触器接通瞬间的浪涌电流可达稳态电流的3倍,SSR应降额20%~30%使用。

固态继电器的使用及维护
固态继电器接线时不要把输人、输出端接反。使用中要注意如下事项。
①浪涌电流对 SSR的影响 所有的负载工作时都有浪涌电流,如电加热元件是纯电阻性负载,具有正温度系数,低温时电阻较小,初始通电时电流就较大。如果SSR内部的热量来不及散发,可能会使晶闸管损坏,选择SSR时要留有一定的电流余量。使用电阻、电热负载时SSR的电流等级应大于负载额定电流2-2.5倍。

②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,使用中要有良好的散热条件,额定工作电流在10A以上的SSR应配散热器,100A以上的SSR应配散热器加风扇强冷。安装时要注意SSR底部与散热器的良好接触,并应涂导热硅脂。长期工作在40-80℃状态下的SSR应对电流等级进行降额使用。


③过流、过压保护措施 过流和负载短路会造成SSR永久损坏,应在控制回路中设置快速熔断器和空气开关进行保护,可在SSR输出端并联RC吸收回路和压敏电阻进行保护。


④输入回路信号

如果输入电压或输入电流超过了规定,可在输入端串联分压电阻或在输入端并联分流电阻,使输入信号合乎SSR的要求。输入信号线应远离电磁干扰源,以防误动作。


固态继电器的驱动信号通常来自温控器或者移相触发器,如果要熟练使用固态继电器,您应该前往
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  1. 写的很不错。给你点赞了

    匿名用户
    ?2021/2/8 19:13:04