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固态继电器的用途及产品特点

发布时间: 2015-08-27  点击次数: 1974次
 固态继电器的用途
 
 
的固态继电器可以具有短路保护,过载保护和过热保护功能,与组合逻辑固化封装就可以实现用户需要的智能模块,直接用于控制系统中。
固态继电器已广泛应用于计算机外围接口设备、恒温系统、调温、电炉加温控制、电机控制、数控机械,遥控系统、工业自动化装置;信号灯、调光、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。
 
 
固态继电器的特点
 
 
固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关,在开关过程中无机械接触部件,
 
因此固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外,还具有逻辑电路兼容,耐振耐机械冲击,安装位置无限制,具有良好的防潮防霉防腐蚀性能,在防爆和防止臭氧污染方面的性能也,输入功率小,灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好,噪声低和工作频率高等特点。
 

固态继电器的优点
 
 
(1)高寿命,高可靠:固态继电器没有机械零部件,由固体器件完成触点功能,由于没有运动的零部件,因此能在高冲击,振动的环境下工作,由于组成固态继电器的元器件的固有特性,决定了固态继电器的寿命长,可靠性高。
(2)灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好:固态继电器的输入电压范围较宽,驱动功率低,可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。
(3)快速转换:固态继电器因为采用固体器件,所以切换速度可从几毫秒至几微秒。
(4)电磁干扰小:固态继电器没有输入“线圈”,没有触点燃弧和回跳,因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关,在零电压处导通,零电流处关断,减少了电流波形的突然中断,从而减少了开关瞬态效应。
 

固态继电器的缺点
 
 
(1)导通后的管压降大,可控硅或双向控硅的正向降压可达1~2V,大功率晶体管的饱和压降也在1~2V之间,一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大。
(2)半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流,因此不能实现理想的电隔离。
(3)由于管压降大,导通后的功耗和发热量也大,大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器,成本也较高。
(4)电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差,耐辐射能力
也较差,如不采取有效措施,则工作可靠性低。
(5)固态继电器对过载有较大的敏感性,必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过载保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关,温度升高,负载能力将迅速下降。
(6)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。
 
 
固态继电器的结构
 
 
固态继电器由三部分组成:输入电路,隔离(耦合)和输出电路。
 
 
输入电路
 
 
按输入电压的不同类别,输入电路可分为直流输入电路,交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容,正负逻辑控制和反相等功能,可以方便的与TTL,MOS逻辑电路连接。
对于控制电压固定的控制信号,采用阻性输入电路。控制电流保证在大于5mA。对于大的变化范围的控制信号(如3~32V)则采用恒流电路,保证在整个电压变化范围内电流在大于5mA可靠工作。
 
隔离耦合
 
 
固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种:光电耦合通常使用光电二极管—光电三极管,光电二极管—双向光控可控硅,光伏电池,实现控制侧与负载侧隔离控制;高频变压器耦合是利用输入的控制信号产生的自激高频信号经耦合到次级,经检波整流,逻辑电路处理形成驱动信号。
 
 
输出电路
 
 
SSR的功率开关直接接入电源与负载端,实现对负载电源的通断切换。主要使用有大功率晶体三极管(开关管-Transistor),单向可控硅(Thyristor或SCR),双向可控硅(Triac),功率场效应管(MOSFET),绝缘栅型双极晶体管(IGBT)。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路,交流输出电路和交直流输出电路等形式。按负载类型,可分为直流固态继电器和交流固态继电器。直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管,交流输出时通常使用两个可控硅或一个双向可控硅。而交流固态继电器又可分为单相交流固态继电器和三相交流固态继电器。交流固态继电器,按导通与关断的时机,可分为随机型交流固态继电器和过零型交流固态继电器。
 
 
如何配用适当的散热器
 
 
除了额定电流1—直接安装在印刷线路板上的固态继电器以外,其余都应配置适当的散热器,而且SSR底板与散热器之间要涂上导热硅脂,两者紧密接触,用螺丝拧紧。
 
下面推荐一些规格SSR所用的散热器,给用户做参考。随着使用条件的不同,用户再做适当的调整。
 
如何保护SSR
 
A、过流保护。SSR是半导体功率器件,对温度变化极为敏感,过流会使SSR损坏,通常使用快速熔断器。但要了解它的保护特性,知道其熔断电流与时间的关系,正确选择与SSR标称电流相适应的快熔。
 
B、加RC吸收回路。加RC回路不但有防止过电压的作用,而且对改善dv/dt有好处。建议R为20—100Ω,功率为2—5W,C为0.1—0.47uf,耐压为250—630v. SSR标称电流小R取上限100Ω,C取下限0.1uf,反之,R取小值,C取大值。
 
C、过热保护.SSR过热,特性下降,轻则失控重则造成*性损坏,建议在靠近SSR底板处加装温控开关,温控点在75到80℃.
 
D、在电感负载中串接电感L。在感应负载里,通常因电流变化率di/dt高而使SSR损坏。L电感量多大,这要根据体积大小和成本高低而定。
 

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