交流固態繼電器原理、方案選擇

交流固態繼電 器由三部分組成：輸入電路、隔離（耦合）和輸出電路組成，按輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TL/CMOS兼容，正負邏輯控制和反相等功能。固態繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。導通類型有過零導通和過零關斷兩種，本文文介紹的是電壓過零導通型（簡稱過零型）。下圖是交流固態繼電器的工作原理框圖。

圖中的部件①-④構成交流SSR的主體，從整體上看，SSR只有兩個輸入端（A和B）及兩個輸出端（C和D），是一種四端器件。工作時只要在A、B上加上一定的控制信號，就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”，實現“開關”的功能，其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供-個輸入/輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的（電）聯系，以防止輸出端對輸入端的影響，耦合電路用的元件是“光耦合器”，它動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端間的絕緣（耐壓）等級高;由于輸入端的負載是發光二極管，這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配，在使用可直接與計算機輸出接口相接，即受“1”與“0”的邏輯電平控制。觸發電路的功能是產生合乎要求的觸發信號，驅動開關電路④工作，但由于開關電路在不加特殊控制電路時，將產生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網，為此特設“過零控制電路”。其作用是指當加入控制信號，交流電壓過零時，SSR即為通態;而當斷開控制信號后，SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點（零電位）時，SSR才為斷態。這種設計能防止高次諧波的干擾和對電網的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌（電壓）對開關器件雙向可控硅管的沖擊和干擾（甚至誤動作）而設計的，一般是用“R-C”串聯吸收電路或非線性電阻（壓敏電阻器）。

交流固態繼電器的保護措施

1、固態繼電器電壓等級的選取及過壓保護

當加在固態繼電器交流兩端的電壓峰值超過交流固態繼電器所能承受的最高電壓峰值時，固態繼電器內的元件便會被電壓擊穿而造成交流固態繼電器損壞，選取合適的電壓等級和并聯壓敏電阻可以較好地保護交流固態繼電器。

a、交流負載為220v的阻性負載時可選取220v電壓等級的交流固態繼電器。

b、交流負載為220v的感性負載或交流負載為380v的阻性負載時可選取380v電壓等級的交流固態繼電器。

c、交流負載為380v的感性負載時可選取480v電壓等級的交流固態繼電器（480v等級的交流固態繼電器還具有更高的靜態dv/dt指標）；其他要求特殊、可靠性要求高的場合如電力補償電容器切換、電動機正反轉等均須選取480v電壓等級的交流固態繼電器。

d、交流負載的電壓小于100vac以下場合時，選擇固態繼電器最好向我公司咨詢定制。交流固態繼電器過壓的保護：除交流固態繼電器內部本身有rc吸收回路保護外，還可以采取并聯金屬氧化物壓敏電阻（mov），mov面積大小決定吸收功率，mov的厚度決定保護電壓值。一般220v系列交流固態繼電器可選取500v-600v的壓敏電阻，380v系列交流固態繼電器可選取800v-900v的壓敏電阻，480v系列交流固態繼電器可選取1000v-1100v的壓敏電阻。

2、固態繼電器電流等級的選取及過流保護

過流（最嚴重的情況為負載短路）是造成交流固態繼電器內部輸出可控硅永久性損壞的最主要原因。快速熔斷器和空氣開關是過流保護方法之一，小容量交流固態繼電器也可選用保險絲；許多負載在接通瞬間會產生很大的浪涌電流，由于散熱不及，浪涌電流與過流一樣也是造成交流固態繼電器內部輸出可控硅損壞的最主要原因之一。因此選取固態繼電器時，保證一定的電流余量是極其重要的。

a、阻性負載時，選取交流固態繼電器的電流等級宜大于等于2倍的負載額定電流。

b、負載為交流電動機時，選取交流固態繼電器的電流等級須大于等于6-7倍的電動機額定電流。

c、交流電磁鐵、中間繼電器線保、電感線圈等負載時，選取交流固態繼電器的電流等級宜大于等于4倍的負載額定電流，變壓器時要求大于等于5倍變壓器初級額定電流，特種感性、容性負載則應根據實際經驗還須放大交流固態繼電器的電流余量。

d、電力補償電容器類負載時，選取交流固態繼電器的電流等級須大于5倍的負載額定電流。

3、交流固態繼電器的發熱與散熱

單相交流固態繼電器在導通時的最大發熱量按實際工作電流×1.5w/a來計算，在散熱設計時，應考慮到環境溫度，通風條件（自然冷卻、風扇冷卻）及交流固態繼電器安裝密度等因素。固態繼電器與散熱器安裝面間須涂一薄層導熱硅脂。

交流固態繼電器產生于70年代，其封裝形式也與傳統電磁繼電器基本相同，由于它的無觸點工作特性，使其在許多領域的電控及計算機控制方面得到日益廣范的應用。