固态继电器的分类与工作原理及选型

    固态继电器工作可靠，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。

    2. 固态继电器可应用于哪些场合？

    固态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，遥控系统、工业自动化装置；信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、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。

    3.固态继电器可分为哪些类型？

    交流固态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。

    4.过零型ssr与随机型ssr在用途上有什么区别？

    过零型ssr用作“开关”切换（从“开关”切换功能而言即等同于普通的继电器或接触器），我们通常讲的固态继电器多数都为过零型（过零型ssr只能“开关”不能“调压”）。

    随机型ssr主要用于“斩波调压”（但随机型ssr的控制信号必须为与电网同步且上升沿可在0°-180°范围内改变的方波信号时才能实现调压，单一电压信号或0-5v的模拟信号并不能使其调压，从“调压”功能的角度讲随机型ssr完全不同于普通的继电器或接触器）。有一点必须强调，各类调压模块或固态继电器内部作为输出触点的器件均为可控硅，且都是依靠改变可控硅导通角来达到“调压”的目的，故输出的电压波形均为“缺角”的正弦波（不同于自耦调压器输出的完整正弦波），因此存在高次谐波，有一定噪音，电网有一定“污染”（国内外同类产品均相同，这是由斩波调压原理决定的）。

    固态继电器的分类与工作原理

    固态继电器(solid state relays,缩写ssr)是一种无触点电子开关，由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片，采用混合工艺组装来实现控制回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔离及信号耦合，由固态器件实现负载的通断切换功能，内部无任何可动部件。尽管市场上的固态继电器型号规格繁多，但它们的工作原理基本上是相似的。主要由输入(控制)电路，驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。

    固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路，使之成为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，个别的为交流输入。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控制电流随输入电压呈线性的正向变化。恒流输入电路，在输入电压达到一定值时，电流不再随电压的升高而明显增大，这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。

    固态继电器的驱动电路可以包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。隔离耦合电路，目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。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，是在一定的输入电压下，形成约10mhz的自激振荡，通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。功能电路可包括检波整流、过零、加速、保护、显示等各种功能电路。触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。

    固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现固态继电器的通断切换。输出电路主要由输出器件(芯片)和起瞬态抑制作用的吸收回路组成，有时还包括反馈电路。目前，各种固态继电器使用的输出器件主要有晶体三极管(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组成的新型无触点开关，利用电子组件（如开关三极管、双向可控硅等半导体组件）的开关特性，达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。相对于以往的“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，工作中也没有任何机械动作，具有超越emr的优势，如反应快、可靠度高、寿命长（ssr的开关次数可达108"109次，比一般emr的106高出百倍）、无动作噪声、耐震、耐机械冲击、具有良好的防潮防霉防腐特性。这些特点使ssr在军事、化工、和各种工业民用电控设备中均有广泛应用。固态继电器的控制信号所需的功率极低，因此可以用弱信号控制强电流。同时交流型的ssr采用过零触发技术，使ssr可以安全地用在计算机输出接口，不会像emr那样产生一系列对计算机的干扰，甚至会导致严重当机。比较常用的是dip封装的型式。控制电压和负载电压按使用场合可以分成交流和直流两大类，因此会有dc-ac、dc-dc、ac-ac、ac-dc四种型式，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用.

    按负载电源的类型不同可将ssr分为交流固态继电器(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件，用来接通或断开交流负载电源的固态继电器。ac—ssr的控制触发方式不同，又可分为过零触发型和随机导通型两种。过零触发型ac—ssr是当控制信号输入后，在交流电源经过零电压附近时导通，故干扰很小。随机导通型ac—ssr则是在交流电源的任一相位上导通或关断，因此在导通瞬间可能产生较大的干扰。

    工作原理

    过零触发型ac—ssr为四端器件，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隔离开，v1构成反相器，r4、r5、v2和晶闸管v3组成过零检测电路，ur为双向整流桥，由v3和ur用以获得使双向晶闸管v4开启的双向触发脉冲，r3、r7为分流电阻，分别用来保护v3和v4，r8和c组成浪涌吸收网络，以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流，防止对开关电路产生冲击或干扰。

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