固態繼電器使用注意事項詳細介紹

■使用SSR前
①實際使用SSR時，有時會發生預想不到的事故。為此，必須盡可能地進行測試。例如，考慮SSR特性時，經常必須考慮到各產品的差異。
②有關目錄中記載的各額定性能值，如果沒有特別指明，則所有值都是在JIS C5442標準試驗狀態（溫度15～30℃、相對濕度25～ 85%RH、氣壓86～106kPa）下的值。確認實際設備時，除了負載條件以外，還必須在和實際使用狀態相同的條件下確認使用環境。
■關于輸入電路
●關于輸入側的接線
SSR的輸入阻抗有一定參差， 應避免若干個輸入的串聯連接， 否則容易造成誤動作。
●關于輸入噪聲
SSR 動作時間及動作所需的功率極小， 因此必須控制影響到 INPUT端子的噪聲。如果噪聲施加到端子， 會引起誤動作。以下是針對脈沖性噪聲和感應性噪聲的對策舉例。
①脈沖性噪聲
利用C、R吸收噪聲非常有效。下圖是針對光電耦合器方式的 SSR選擇C、R的實例。


為滿足SSR的輸入電壓， 在R和電源電壓E的關系上確定R的上限。
C變大時，由于C的放電復位時間將變長。
請注意上述2點，確定C、R。


②感應噪聲
請不要將輸入線路和動力線并排設置。感應噪聲可能導致SSR 誤動作。當感應噪聲在SSR的輸入端子處感生電壓時，必須通過絞合線（電磁感應）、屏蔽線（靜電感應）將影響SSR輸入端子的感應噪聲引起的感應電壓控制在SSR的復位電壓以下。
此外，對高頻設備發出的噪聲，請附加C、R濾波器。


●關于輸入條件
①關于輸入電壓的紋波
輸入電壓中有紋波的場合， 請將峰值電壓設定在使用電壓的最大值以下， 谷值電壓設定在使用電壓最小值以上后使用。


②漏電流對策
通過晶體管輸出驅動SSR的場合， 有時會由于斷開時晶體管的漏電流導致復位不良。作為對策， 請如下圖所示， 連接泄放電阻R， 設置加在泄放電阻R兩端的電壓E在SSR復位電壓的1/2以下。


利用下列公式計算泄放電阻R。
R≤ E/(IL－I)
E ： 加在泄放電阻R兩端的電壓=SSR復位電壓的1/2
IL ： 晶體管的漏電流
I ： SSR的復位電流
目錄中沒有記載SSR復位電流值， 因此要按以下公式計算。
SSR的復位電流＝復位電壓的最小值/輸入阻抗
恒定電流輸入電路的SSR（G3NA、G3PA、G3PB等）以0.1mA 計算。
下面以G3M-202P DC24為例進行計算。
復位電流 I＝1V/1.6kΩ ＝0.625mA
泄放電阻值 R＝ (1V×1/2)/(IL－0.625mA)
③開關頻率
如果是交流負載開關， 請將開關頻率控制在10Hz下使用， 如果是直流負載開關， 請將開關頻率控制在100Hz以下使用。
如果超出上述開關頻率使用， 則可能導致SSR的輸出跟不上。
④輸入阻抗
在輸入電壓有一定寬度的SSR （如G3F、G3H） 中， 有些機種的輸入阻抗會隨著輸入電壓發生變化， 輸入電流也隨之發生變化。用半導體等驅動SSR的場合， 電壓會導致半導體故障， 請對設備進行確認后使用。
下面是代表例。


■關于輸出電路
●關于交流開關型SSR輸出處的噪聲、浪涌
·SSR 使用的交流電源中疊加有能量較大的浪涌電壓的場合， 由于插入SSR的LOAD端子之間的C、R緩沖電路（內置在SSR 中） 的抑制能力不足， 會超出SSR瞬態峰值電壓， 導致SSR的過電壓破壞。
要測定浪涌在很多情況下都是比較困難的， 基本上都是采用增加變阻器。最終使用階段可確認沒有浪涌的場合除外。
·G3NA、G3S、G3PA、G3PB、G3PC、G3NE、G3J、G3NH、 G9H、G3DZ、G3RZ、G3FM以外的機種中沒有內置浪涌吸收用可變電阻。請務必在開關感性負載時實施附加浪涌吸收元件等浪涌對策。
·下面是附加了浪涌電壓吸收元件時的對策舉例。
本公司是在以下條件下通過耐沖擊電壓試驗， 來確認SSR輸出側耐量的。

使用電壓	可變電阻電壓	浪涌耐量
AC100～120V用	240～270V	1000A以上
AC200～240V用	440～470V
AC380～480V用	820～1000V

●關于輸出側的連接
請避免SSR輸出側的并聯。SSR的場合， 不可能出現輸出側兩頭都為ON的情況， 因此負載電流不會增加。
●關于直流開關型SSR的輸出處的噪聲·浪涌
連接螺線管、電磁閥等負載時， 請連接防止反電動勢的二極管。施加超出SSR輸出元件耐壓的反電動勢時， 會導致SSR輸出元件的破壞。作為相應措施，可以將表1的元件和負載并聯插入。（參照下圖）


吸收元件中， 二極管方式是抑制反電動勢效果最好的。但螺線管、電磁閥的復位時間會變長。請在實際使用電路上確認后使用。另外， 可以使用二極管和齊納二極管縮短復位時間。在這種情況下， 齊納二極管的齊納電壓（Vz） 越高復位時間越短。

表1 吸收元件例


（參考）
①二極管的選擇方法
????耐電壓＝VRM≥電源電壓×2
????正向電流＝IF≥負載電流
②齊納二極管的選擇方法
????齊納電壓＝VZ＜SSR的集電極發射極之間電壓
????－ （電源電壓＋2V）
????齊納浪涌功率＝PRSM＞VZ×負載電流×安全率（2～3）
＊如果齊納電壓（Vz） 增高， 則齊納二極管的容量（PRSM） 將變大。

●關于DC輸出型中的AND電路
在以下電路中，請使用G3DZ、G3RZ。在一般情況下， SSR也可能出現復位不良。


●關于自保持電路
要使用自保持電路時， 請利用有接點繼電器構成電路。
（SSR中不能組成自保持電路）。
●關于各負載的SSR的選擇
下面顯示各負載中浪涌電流的實例。


①加熱器（阻性負載）
沒有浪涌電流的負載。一般和電壓輸出的溫度控制器組合用于開關加熱器。還可以使用帶過零觸發功能的SSR， 大幅抑制噪聲的產生。
但是， 該種負載不包括純金屬類、陶瓷類的加熱器。純金屬類、陶瓷類的加熱器在常溫下電阻值較低， 因此SSR中流過過載電流， 可能導致SSR破壞。
開關純金屬類、陶瓷類的加熱器時， 請選擇電力調整器（G3PX） 的長時間軟啟動類型或恒定電流類型。


②燈負載
白熾燈、鹵素燈等接通電流很大。（額定電流的約10～15倍）請選擇SSR， 使得該接通電流的峰值在SSR接通電流耐量的1/2 以下。（參照下圖的重復曲線＜虛線＞）
重復施加超出接通電流耐量1/2的接通電流， 會導致SSR輸出元件的電流破壞。


③馬達負載
馬達啟動時，會有相當于額定電流5～10倍的接通電流流過。另外， 接通電流流通的時間也會變長。因此， 測定實際使用狀態下的接通電流及啟動時間后， 選擇SSR使得接通電流的峰值在 SSR接通電流耐量1/2以下。SSR關閉時由于馬達發出的反電動勢可能會導致SSR的破壞， 請實行過電壓保護。
④變壓器負載
SSR關閉瞬間， 10～500ms之內會有10～20倍的勵磁電流流過 SSR。如果次級無負載， 勵磁電流最大。請選擇SSR使得該勵磁電流在SSR接通電流耐量1/2以下。
⑤半波整流電路
有些交流用電磁計數器及螺線管內置有二極管， 半波整流。該負載中只加有SSR的輸出電壓的半波。為此， 在帶過零觸發功能的SSR中， 可能導致無法關閉。對此， 可以采取以下兩種方法解決。
????1. 連接流過SSR負載電流約20%的電流的泄放電阻。


????2. 使用無過零觸發功能的SSR。但半波整流的制動器線圈的開關則不受此限制， 請另行商談。
⑥全波整流負載
有些交流用電磁計數器及螺線管內置有二極管， 全波整流。這種負載中的負載電流會如下圖所示， 變為接近于矩形波的波形。


因此， 交流用SSR在輸出元件中使用晶閘管開關（電路電流不為0， 元件不斷開） ， 如果負載電流波形為矩形波， 可能導致 SSR復位不良。
開關全波整流的負載時， 請選擇-V型或功率MOSFET繼電器。
（-V型SSR）
（-V型SSR） G3F-203SL-V、G3H-203SL-V
（功率MOS FET繼電器） G3DZ、G3RZ、G3FM
⑦小容量負載
SSR中沒有輸入信號時， 輸出（LOAD） 處會流過數mA的漏電流IL。為此， 如果該漏電流大于負載的復位電流， 會引起復位不良。請增加SSR開關電流的泄放電阻R和負載并聯，以解決問題。


⑧變頻器負載
請不要將變頻器控制的電源作為SSR的負載電源使用。變頻器控制的波形會變為矩形波， 因此dV/dt非常大， 會引起SSR誤啟動， 導致復位不良。
在輸入處使用變頻器控制的電源的場合， 只要電源的有效值在 SSR的使用電壓范圍內， 就可以使用。


⑨電容性負載
SSR關閉時， 電源電壓+電容器的電荷電勢施加到SSR的兩端，因此請選擇SSR使得可使用電壓在電源電壓的2倍以上， 同時使得充電電流在SSR接通電流耐量1/2以下。

■關于使用負載電源
1. 關于整流的電源
通過全波整流或半波整流將交流電源作為直流負載電源使用時，請設定負載電源的峰值電源不超出SSR使用負載電源的最大值。在這樣的情況下， 會變成過電壓， 導致SSR輸出元件破壞。


2. 關于交流負載電源的使用頻率
關于交流負載電源的使用頻率， 請控制在47～63Hz。
3. 關于交流低電壓負載
在SSR的使用負載電壓范圍的最小值以下使用負載電源時， 施加到負載上的電壓的損失時間比在SSR使用電壓范圍內使用負載電源時的時間長。
下圖是負載例。（損失時間A另外， 如果負載電壓低于觸發電壓， 則SSR不能接通， 因此請將負載電壓設定在AC75V 以上。（G3PAVD、G3NA-2 □□B 為 AC24V）


4. 關于相位控制的交流電源
相位控制的電源不能使用。
■使用環境以及保存環境的注意事項
1. 關于使用環境溫度
規定的是在并非充滿熱氣的條件下SSR的使用環境溫度額定值。為此， 如果是通風、換氣等散熱條件惡劣、充滿熱氣的環境， 則會超出使用環境溫度額定值， 導致SSR的故障及燒壞。
使用時， 請實施散熱設計， 滿足各機種中的“負載電流-環境溫度額定值” 。另外， 有時會因為環境條件（氣候條件、室內空調條件等） 及使用條件（密閉盤內安裝等） 引起SSR的使用環境溫度變高， 請注意。
2. 關于使用環境以及保存環境
請不要在下述場所中使用或保存， 會引起故障、誤動作、特性劣化。

·陽光直接照射的場所。 ·環境溫度超出－20～＋60℃范圍的場所。 ·相對濕度超出45～85%RH的場所， 溫度急劇變化、會出現結露的場所。 ·環境溫度超出－30～＋70℃范圍的場所。 ·存在腐蝕性氣體、易燃性氣體的場所。 ·塵埃、鹽分、鐵粉較多的場所。 ·本體上有直接振動、沖擊的場所。 ·水、油、藥品等飛散的場所。

3. 長期保存SSR時
長期保管時， 端子表面受到大氣直射， 會因氧化等導致端子焊接性劣化。因此， 在實際安裝長期保存后的基板時， 請先確認焊接狀態再使用。
4. 關于振動·沖擊
請不要在SSR上施加標準值以上的振動、沖擊。如果施加異常振動、沖擊， 不但會引起誤動作， 還會由于SSR內部部件的變形、破損等， 引起動作不良。
此外， 為使SSR上沒有異常的振動， 也請在不會受到產生振動的設備（馬達等） 影響的場所、方法下進行安裝。
5. 關于溶劑的附著
請避免SSR上附著稀釋劑、汽油等溶劑。溶劑附著會導致標記的消失。
6. 關于油的附著
SSR的端子臺蓋上附著油， 會導致蓋的白濁或裂紋。
■關于實際操作
1.關于漏電流
即使在沒有輸入時， SSR也會通過緩沖電路， 流過漏電流。因此， 更換SSR、進行配線時， 請務必斷開輸入處以及負載處的電源， 確認安全后再操作。


2. 關于螺釘緊固轉矩
SSR端子松動時， 會由于通電時的發熱導致SSR燒壞。
請按照下表中的緊固轉矩配線。
SSR端子螺釘的緊固轉矩

SSR型號	螺釘	建議緊固轉矩
G3PC、 G32A、 插座等	M3.5	0.75～1.18N·m
G3NA、 G3PA-10/20A型	M4	0.98～1.37N·m
G3NA、 G3PA-40A型	M5	1.57～2.35N·m
G3NH-□□75	M6	3.92～4.9N·m
G3NH-□150	M8	8.82～9.8N·m

注. 過度擰緊可能造成螺釘破損， 請在上述扭矩范圍內進行緊固。

3. 關于SSR安裝面板的材質
不使用G3NA、G3NE、G3PB散熱器， 直接安裝到控制盤等的面板上的場合， 請采用熱阻較小的鋁制材料或鐵板。這時， 請務必在安裝面上涂抹散熱用硅膠（東芝硅YG6260、信越硅G746 等）。
安裝熱阻較高材質的面板（涂層面板等） 的場合， SSR的散熱效率會降低， 從而導致SSR的輸出元件的熱損壞。此外， 如果安裝到木材等易燃材質上使用， 會因SSR的發熱引起木材炭化， 導致火災。
4. 關于表面連接插座
①安裝表面連接插座時， 在加工安裝孔后， 請注意用螺釘緊固，不要有松動。
如果表面安裝螺釘有松動， 會由于振動、沖擊導致插座、SSR 和導線脫落。
也有可以一次性安裝到35mm寬度DIN導軌上的表面連接插座。
②為了保證SSR和插座的切實連接， 請使用固定配件。如果施加異常的振動、沖擊， SSR會從插座上脫落。
5. 關于SSR的插拔方向
插拔SSR和插座時， 請和插座表面成垂直方向。如果斜向插拔 SSR， 可能導致SSR本體端子彎曲， 不能插入插座中。


6.關于配線到搭接端子用插座
請參考下表正確安裝。如果配線方法不當， 會導致導線脫落。

項目 型號	卷繞 狀態	型號名 （位）	使用電線		導線被覆 長度（mm）	有效圈 數（次）	標準端子 （mm）	拉拔力 （kg）	適用 范圍
			AWG	φ
PY□QN	被覆1圈	21-A	26	0.4	43～44	約6	1×1	3～8	1-B
		22-A	24	0.5	36～37	約6		4～13	2-B
		23-A	22	0.65	41～42			4～15	20-B
PY□QN	普通圈	20-A	20	0.8	37～38	約6	1.0×1.5	5～15

注. PY□QN型使用的電線φ 0.65可以卷繞6圈。
???PY□QN型使用的電線φ 0.8可以卷繞4圈。

7. 關于禁止向接線片端子焊接
請不要向G3NE接線片端子焊接導線。會導致SSR部件的破壞。
8. 關于端子切割
請不要用自動切割機切割端子。
用自動切斷機等切割端子， 會引起內置部件的損傷。
9. 使端子變形
請不要強行修正及使用變形的端子。在這種情況下， 如果向SSR 施加過大的力， 將不能保持初始性能。
10. 關于固定配件
安裝、拆卸固定配件時， 請注意不要使配件變形， 也不要使用已經變形的配件。會導致SSR上被施以強大的力而不能保持特性，或不能獲取充足的保持力， 且SSR的松動會引起接觸不良等故障。
11. 關于印刷基板用SSR的焊接
???1. 請在260℃下5秒內進行SSR的焊接。
??????但是， 關于個別設定條件的機種， 請按照個別條件進行焊接。
???2. 請從SSR材料的適合性出發， 使用非腐蝕性的松香系列助焊劑。
12. 關于超聲波清洗
請不要進行超聲波清洗。
如果在安裝基板后對SSR 進行超聲波清洗， 會因超聲波而產生 SSR內部結構共振， 導致內置部件的損傷。

?