固態繼電器的分類
固態繼電器是由微電子電路,分立電子器件,電力電子功率器件組成的無觸點開關。用隔離器件實現了控制端與負載端的隔離。固態繼電器的輸入端用微小的控制信號,達到直接驅動大電流負載。
固態繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。按開關型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型。
固態繼電器的優缺點
1、固態繼電器的缺點
(1)導通后的管壓降大,可控硅或雙相控硅的正向降壓可達1~2V,大功率晶體管的飽和壓降也在1~2V之間,一般功率場效應管的導通電阻也較機械觸點的接觸電阻大。
(2)半導體器件關斷后仍可有數微安至數毫安的漏電流,因此不能實現理想的電隔離。
(3)由于管壓降大,導通后的功耗和發熱量也大,大功率固態繼電器的體積遠遠大于同容量的電磁繼電器,成本也較高。
(4)電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差,耐輻射能力也較差,如不采取有效措施,則工作可靠性低。
(5)固態繼電器對過載有較大的敏感性,必須用快速熔斷器或RC阻尼電路對其進行過載保護。固態繼電器的負載與環境溫度明顯有關,溫度升高,負載能力將迅速下降。
(6)主要不足是存在通態壓降(需相應散熱措施),有斷態漏電流,交直流不能通用,觸點組數少,另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標差。
2、固態繼電器的優點
(1)高壽命,高可靠:固態繼電器沒有機械零部件,有固體器件完成觸點功能,由于沒有運動的零部件,因此能在高沖擊,振動的環境下工作,由于組成固態繼電器的元器件的固有特性,決定了固態繼電器的壽命長,可靠性高。
(2)靈敏度高,控制功率小,電磁兼容性好:固態繼電器的輸入電壓范圍較寬,驅動功率低,可與大多數邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅動器。
(3)快速轉換:固態繼電器因為采用固體器件,所以切換速度可從幾毫秒至幾微妙。
(4)電磁干擾小:固態繼電器沒有輸入“線圈”,沒有觸點燃弧和回跳,因而減少了電磁干擾。大多數交流輸出固態繼電器是一個零電壓開關,在零電壓處導通,零電流處關斷,減少了電流波形的突然中斷,從而減少了開關瞬態效應。
固態繼電器實物接線圖
固態繼電器是一種全部由固態電子元件組成的新型無觸點開關器件,它利用電子元件的開關特性,如開關三極管、雙向可控硅等半導體器件,可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的,因此又被稱為無觸點開關。
下面就是固態繼電器的接線原理圖與實物接線圖:
固態繼電器是用半導體器件代替傳統電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關器件,單相SSR為四端有源器件,其中兩個輸入控制端,兩個輸出端,輸入輸出間為光隔離,輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后,輸出端就能從斷態轉變成通態。下圖為固態繼電器的接線圖。
交流固態繼電器按開關方式分有電壓過零導通型(簡稱過零型)和隨機導通型(簡稱隨機型)
按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯型(增強型)。
按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式(自然冷卻,不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻)。
另外輸入端又有寬范圍輸入(DC3~32V)的恒流源型和串電阻限流型等。
SSR固態繼電器以觸發形式,可分為零壓型(Z)和調相型(P)兩種。
在輸入端施加合適的控制信號IN時,P型SSR立即導通。當IN撤銷后,負載電流低于雙向可控硅維持電流時(交流換向),SSR關斷。Z型SSR內部包括過零檢測電路,在施加輸入信號IN時,只有當負載電源電壓達到過零區時,SSR才能導通,并有可能造成電源半個周期的最大延時。Z型SSR關斷條件同P型,但由于負載工作電流近似正弦波,高次諧波干擾小,所以應用廣泛。
因此增強型固態繼電器HS系列比普通型SSR的換向dv/dt指標提高了5~20倍。由于采用兩只大功率單向可控硅反并聯,改變了電流分配和導熱條件,提高了SSR輸出功率。增強型SSR在大功率應用場合,無論是感性負載還是阻性負載,耐電壓、耐電流沖擊及產品的可靠性,均超過普通固態繼電器。
精彩閱讀推薦: