淺談直流固態繼電器與交流固態繼電器區別
發布者:admin 點擊:1047 發表時間:2013-11-12

1.什么是固態繼電器,有什么優缺點?
  固態繼電器(亦稱固體繼電器)英文名稱為Solid State Relay,簡稱SSR。它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。
  固態繼電器工作可靠,壽命長,無噪聲,無火花,無電磁干擾,開關速度快,抗干擾能力強,且體積小,耐沖擊,耐振蕩,防爆、防潮、防腐蝕、能與TTL、DTL、HTL等邏輯電路兼容,以微小的控制信號達到直接驅動大電流負載。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. 固態繼電器可應用于哪些場合?
  固態繼電器目前已廣泛應用于計算機外圍接口裝置,電爐加熱恒溫系統,數控機械,??叵低?、工業自動化裝置;信號燈、閃爍器、照明舞臺燈光控制系統;儀器儀表
  儀器儀表
  廣義的說儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞和數據處理等功能,如氣動調節儀、電動調節儀表,以及集散型儀表控制系統等也皆屬器儀表。儀器儀表能改善、擴展或補充人的官能。如顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計等,可以擴展人的視、聽、嘗、摸外部事物的官能;有些儀器儀表,如磁強計、射線計數計等,可感受和測量到人所不能感受到的物理量;還有些儀器儀表可以超過人的能力去記錄、計算和計數,如高速照相機、計算機等。
  醫療器械、復印機、自動洗衣機;自動消防,保安系統,以及作為電網功率因素補償的電力電容的切換開關等等,另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場合中都有大量使用。
  3.固態繼電器可分為哪些類型?
  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
  單向可控硅
  單向可控硅是一種可控整流電子元件,能在外部控制信號作用下由關斷變為導通,但一旦導通,外部信號就無法使其關斷,只能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關斷。單向可控硅是由三個PN結PNPN組成的四層三端半導體器件與具有一個PN結的二極管相比,單向可控硅正向導通受控制極電流控制;與具有兩個PN結的三極管相比,差別在于可控硅對控制極電流沒有放大作用。
  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
  電阻
  電阻,物質對電流的阻礙作用就叫該物質的電阻。電阻小的物質稱為電導體,簡稱導體。電阻大的物質稱為電絕緣體,簡稱絕緣體。
  限流型等。
  4.過零型SSR與隨機型SSR在用途上有什么區別?
  過零型SSR用作“開關”切換(從“開關”切換功能而言即等同于普通的繼電器或接觸器),我們通常講的固態繼電器多數都為過零型(過零型SSR只能“開關”不能“調壓”)。
  隨機型SSR主要用于“斬波調壓”(但隨機型SSR的控制信號必須為與電網同步且上升沿可在0°-180°范圍內改變的方波信號時才能實現調壓,單一電壓信號或0-5V的模擬信號并不能使其調壓,從“調壓”功能的角度講隨機型SSR完全不同于普通的繼電器或接觸器)。有一點必須強調,各類調壓??榛蜆燙痰縉髂誆孔魑涑齟サ愕鈉骷煽毓?,且都是依靠改變可控硅導通角來達到“調壓”的目的,故輸出的電壓波形均為“缺角”的正弦波(不同于自耦調壓器
  調壓器
  調壓器即 晶閘管調壓器,又稱“晶閘管電力調整器”“可控硅電力調整器”或簡稱“電力調整器”。
  輸出的完整正弦波),因此存在高次諧波,有一定噪音,電網有一定“污染”(國內外同類產品均相同,這是由斬波調壓原理決定的)。
  固態繼電器的分類與工作原理
  固態繼電器(Solid State Relays,縮寫SSR)是一種無觸點電子開關,由分立元器件、膜固定電阻網絡和芯片,采用混合工藝組裝來實現控制回路(輸入電路)與負載回路(輸出電路)的電隔離及信號耦合,由固態器件實現負載的通斷切換功能,內部無任何可動部件。盡管市場上的固態繼電器型號規格繁多,但它們的工作原理基本上是相似的。主要由輸入(控制)電路,驅動電路和輸出(負載)電路三部分組成。
  固態繼電器的輸入電路是為輸入控制信號提供一個回路,使之成為固態繼電器的觸發信號源。固態繼電器的輸入電路多為直流輸入,個別的為交流輸入。直流輸入電路又分為阻性輸入和恒流輸入。阻性輸入電路的輸入控制電流隨輸入電壓呈線性的正向變化。恒流輸入電路,在輸入電壓達到一定值時,電流不再隨電壓的升高而明顯增大,這種繼電器可適用于相當寬的輸入電壓范圍。
  固態繼電器的驅動電路可以包括隔離耦合電路、功能電路和觸發電路三部分。隔離耦合電路,目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光-三極管、光-雙向可控硅、光-二極管陣列(光-伏)等。高頻變壓器耦合,是在一定的輸入電壓下,形成約10MHz的自激振蕩,通過變壓器磁芯將高頻信號傳遞到變壓器次級。功能電路可包括檢波整流、過零、加速、?;?、顯示等各種功能電路。觸發電路的作用是給輸出器件提供觸發信號。
  固態繼電器的輸出電路是在觸發信號的控制下,實現固態繼電器的通斷切換。輸出電路主要由輸出器件(芯片)和起瞬態抑制作用的吸收回路組成,有時還包括反饋電路。目前,各種固態繼電器使用的輸出器件主要有晶體三極管(Transistor)、單向可控硅(Thyristor或SCR)、雙向可控硅(Triac)、MOS場效應管(MOSFET)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等。
  固態繼電器原理 固態繼電器(Solidstate Relay, SSR)是一種由固態電子組件組成的新型無觸點開關,利用電子組件(如開關三極管、雙向可控硅等半導體組件)的開關特性,達到無觸點、無火花、而能接通和斷開電路的目的,因此又被稱為“無觸點開關”。相對于以往的“線圈—簧片觸點式”繼電器(Electromechanical Relay, EMR),SSR沒有任何可動的機械零件,工作中也沒有任何機械動作,具有超越EMR的優勢,如反應快、可靠度高、壽命長(SSR的開關次數可達108"109次,比一般EMR的106高出百倍)、無動作噪聲、耐震、耐機械沖擊、具有良好的防潮防霉防腐特性。這些特點使SSR在軍事、化工、和各種工業民用電控設備中均有廣泛應用。固態繼電器的控制信號所需的功率極低,因此可以用弱信號控制強電流。同時交流型的SSR采用過零觸發技術,使SSR可以安全地用在計算機輸出接口,不會像EMR那樣產生一系列對計算機的干擾,甚至會導致嚴重當機。比較常用的是DIP封裝的型式??刂頻繆購透涸氐繆拱詞褂貿『峽梢苑殖山渙骱橢繃髁醬罄?,因此會有DC-AC、DC-DC、AC-AC、AC-DC四種型式,它們分別在交流或直流電源上做負載的開關,不能混用.
  按負載電源的類型不同可將SSR分為交流固態繼電器(AC—SSR)和直流固態繼電器(DC—SSR)。AC—SSR是以雙向晶閘管作為開關器件,用來接通或斷開交流負載電源的固態繼電器。AC—SSR的控制觸發方式不同,又可分為過零觸發型和隨機導通型兩種。過零觸發型AC—SSR是當控制信號輸入后,在交流電源經過零電壓附近時導通,故干擾很小。隨機導通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導通或關斷,因此在導通瞬間可能產生較大的干擾。工作原理
  過零觸發型AC—SSR為四端器件,其內部電路如圖1所示。1、2為輸入端,3、4為輸出端。R0為限流電阻,光耦
  光耦
  光耦全稱是光耦合器,英文名字是:optical coupler,英文縮寫為OC,亦稱光電隔離器,簡稱光耦。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。
  合器將輸入與輸出電路在電氣上隔離開,V1構成反相器,R4、R5、V2和晶閘管V3組成過零檢測電路,UR為雙向整流橋,由V3和UR用以獲得使雙向晶閘管V4開啟的雙向觸發脈沖,R3、R7為分流電阻,分別用來?;3和V4,R8和C組成浪涌吸收網絡,以吸收電源中帶有的尖峰電壓或浪涌電流,