交流固態繼電器原理、方案選擇
發布者:admin 點擊:1052 發表時間:2013-11-12

1.1 簡介

 由于固態繼電器是由固體元件組成的無觸點開關元件,所以與電磁繼電器相比具有工作可靠、無噪聲、無火花、壽命長,對外界干擾小,能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強、靈敏度高、開關速度快和使用方便等一系列優點,因而具有很寬的應用領域,有逐步取代傳統電磁繼電器之勢,另外,SSR成功地實現了弱信號(Vsr)對強電(輸出端負載電壓)的控制。由于光耦合器的應用,使控制信號所需的功率極低(約十余毫瓦就可正常工作),而且Vsr所需的工作電平與TTL、HTL、CMOS等常用集成電路兼容,可以實現直接聯接。這使SSR在數控和自控設備等方面得到廣泛應用。交流型SSR由于采用過零觸發技術,因而可以使SSR安全地用在計算機輸出接口上,不必為在接口上采用MER而產生的一系列對計算機的干擾而煩惱。因此可進一步擴展到傳統電磁繼電器無法應用的計算機等領域。此外,SSR還有能承受在數值上可達額定電流十倍左右的浪涌電流的特點。

1.2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TTL/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一個輸入/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)。