好文档就是一把金锄头!
欢迎来到金锄头文库![会员中心]
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

固态继电器简介.docx

19页
  • 卖家[上传人]:鲁**
  • 文档编号:479051220
  • 上传时间:2022-10-04
  • 文档格式:DOCX
  • 文档大小:326.42KB
  • / 19 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 固态继电器简介一、概述固态继电器(SSR)与机电继电器相比,是一种没有机械运动,不含运动零件的继电器,但它具有与机电继 电器本质上相同的功能SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件,他利用电子元器件的点,磁和 光特性来完成输入与输出的可靠隔离,利用大功率三极管,功率场效应管,单项可控硅和双向可控硅等器件的开 关特性,来达到无触点,无火花地接通和断开被控电路二、 固态继电器的组成固态继电器有三部分组成:输入电路,隔离(耦合)和输出电路安输入电压的不同类别,输入电路可分为 直流输入电路,交流输入电路和交直流输入电路三种有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容,正负逻辑控 制和反相等功能固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种固态继电器的 输出电路也可分为直流输出电路,交流输出电路和交直流输出电路等形式交流输出时,通常使用两个可控硅或 一个双向可控硅,直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管三、 固态继电器的优缺点1、 固态继电器的优点(1) 高寿命,高可靠:SSR没有机械零部件,有固体器件完成触点功能,由于没有运动的零部件,因此能 在高冲击,振动的环境下工作,由于组成固态继电器的元器件的固有特性,决定了固态继电器的寿命长,可靠性 高。

      2) 灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好:固态继电器的输入电压范围较宽,驱动功率低,可与大多数 逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器3) 快速转换:固态继电器因为采用固体其间,所以切换速度可从几毫秒至几微妙4) 电磁干扰笑:固态继电器没有输入“线圈”,没有触点燃弧和回跳,因而减少了电磁干扰大多数交流 输出固态继电器是一个零电压开关,在零电压处导通,零电流处关断,减少了电流波形的突然中断,从而减少了 开关瞬态效应2、 固态继电器的缺点(1) 导通后的管压降大,可控硅或双相控硅的正向降压可达1〜2V,大功率晶体管的饱和压浆液灾1〜2V 之间,一般功率场效应管的导通电祖也较机械触点的接触电阻大2) 半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流,因此不能实现理想的电隔离3) 由于管压降大,导通后的功耗和发热量也大,大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器, 成本也较高4) 电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差,耐辐射能力也较差,如不采取有效措施,则工 作可靠性低5) 固态继电器对过载有较大的敏感性,必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过在保护固态继电器 的负载与环境温度明显有关,温度升高,负载能力将迅速下降。

      一、固态继电器的技术参数1、 输入电压范围:在环境温度25°C下,固态继电器能够工作的输入电压范围2、 输入电流:在输入电压范围内某一特定电压对应的输入电流值3、 接通电压:在输入端加该电压或大于该电压值时,输出端确保导通4、 关断电压:在输入端加该电压或小于该电压值时,输出端确保导通5、 反极性电压:能够加在继电器输入端上,而不应起永久性破坏的最大允许反向电压6、 额定输出电流:环境25C时的最大稳态工作电流7、 额定输出电压:能够承受的最大负载工作电压8、 输出电压降:当继电器处于导通时,在额定输出电流下测得的输出端电压9、 输出漏电流:当继电器处于关断状态施加额定输出电压时,流经负载的电流值10、 接通时间:当继电器接通时,加输入电压到接通电压开始至输出达到其电压最终变化的90%为止之间的 时间间隔11、 关断时间:当继电器关断时,切除输入电压到关断电压开始至输出达到其电压最终变化的10%为止之间 的时间间隔12、 过零电压:对交流过零型固态继电器,输入端加入额定电压,能使继电器输出端导通的最大起始电压13、 最大浪涌电压:继电器能承受的而不致造成永久性损坏的非重复浪涌(或过载)电流。

      14、 电器系统峰值:在继电器工作状态继电器输出端能够承受的最大迭加的瞬时峰值击穿电压15、 电压指数上升率dv/dt:继电器的输出元件能够承受的不使其导通的电压上升率16、 工作温度:继电器安规范安装或不安装散热板时,其正常工作的环境温度范围二、固态继电器的选用1、输入特性(1) 为了保证固态继电器的正常工作,必须考虑输入条件,通常输入电压为阶跃函数,然而,如果输入电 压是斜坡,就会出现半周循环现象,出现这种现象是由于开关半导体器件在正,反触发时不完全对称,因此,如 果输入电压斜坡上升,这种开关在负载为某一极性时就可能处罚,而当负载电压为反极性时就可能不处罚,而出 现半周导通现象,这种现象将持续到输入量足以使输出完全导通为止2) 输入端出现的瞬态,可以使继电器误动,尤其是当继电器响应时间等于或小于噪声脉冲持续时间时, 继电器就会导通,对输入信号进行滤波有助于减少这种现象3) 当反极性(反向输入)电压适用时,继电器输入端可以承受最大输入电压值或其它规定值的反极性电 压,超过该值,可能造成SSR的永久性破坏,当反极性电压不适用时,或继电器规定不能反向施加输入电压时, 使用时一定注意,不能使输入电压反向。

      2 输出特性(1) SSR给出的最大额定输出电流一般指常温下或常温到高温下的最大额定输出电流而且对大于10A的继 电器还指带有规定散热器时的最大额定输出电流对功率SSR,当工作温度上升或不带散热器时,最大输出电流相应下降对此,各SSR均给出不带散热带规定散热器的输出电流与环境温度的关系曲线这曲线又叫热降额曲 线\\\□ IS 30 45- 60 75 90环境溫度图1为某一典型继电器的热降额曲线2) 当负载很轻即负载电阻或阻抗很大时,接通时的输出电流下降,该电流与关断状态下的漏电流之间的 比值下降对交流SSR,这时的漏电流可能会使接触器嗡嗡作响,或使电机继续运转;当输出电流小于最小额定 电流时,SSR的直流失调电压和波形失真都会超过规定值,输出电流过小,也会使输出可控硅不能在规定的零电 压范围内导通为了改善这种状况,可以在负载两端并联一定的电阻,RC或灯泡3) SSR的许多负载如灯负载,电动机负载,感性和容性负载,在接通时的过渡过程会形成浪涌电流,由 于散热不及,浪涌电流是使固态继电器损坏的最常见的原因为了适应这种情况,SSR根据其内部电路结构和输 出器件特性,一般均给出了过负载(或浪涌电流)参数倡议额定输出电流(最大值)的倍数,脉冲(浪涌)持续 时间,循环周期和次数来表示。

      一般,直流SSR的过负载(浪涌)额定值远小于同功率的交流SSR另外,SSR 的性质还与接通时的电流上升率di/dt密切相关di/dt超过某一值会使SSR的可控硅输出器件损坏为避免上 述浪涌电流对SSR的损坏,可不同程度的降额使用SSR,必要时,可在负载电路中串联电阻,将浪涌电流和可能 发生的短路电流限制在SSR所允许的过负载范围内,也可利用快速熔断的保险丝来保护SSR4) 对于SSR,特别对交流SSR,电压指数上升率是一个重要参数这是因为当SSR关断时,若输出端电压 上升率超过SSR规定的dv/dt,可能使SSR误接通,严重时会造成SSR的损坏一般SSR规定的dv/dt为100v/us, 也有的达200v/us交流SSR多在电流过零时判断,对感性和容性负载,在电流达零并关断时,线电压并不为零 功率因数cos巾越小,这个电压越大,在关断时,这一较大的电压将以较大的上升率加在SSR的输出端另外, SSR关断时,感性负载上会产生反电势,该反电势同电压一起形成的过电压将加在SSR的输出端在使用SSR反 转电容分相电机和反接未停转的三相电机时,都可能在SSR的输出端产生二倍于线电压的过压效应dv/dt和过 电压是使SSR失效的重要模式,因此要认真对待。

      一般,在可能产生二倍线电压效应的场合应选择最大额定输出 电压高于二倍线电压的SSR在dv/dt和过电压严重的线路中,一般也应使SSR的最大额定输出电压高于二倍 线电压对一般的感性负载,SSR的最大额定输出电压也应为线电压的1另外,可以在SSR输出端并联 RC吸收回路或其它瞬态抑制回路彭建 刘跃(贵州工业大学)摘 要:阐述了固态继电器的原理、结构、特点及交流直流固态继电器的适用范围,并针对交流固态继电 器,提出了根据它的几个关键参数来合理选择固态继电器的方法、应用电路在设计上需要注意的一些问题以及给 出了相应与计算机驳接的接口电路关键词:固态继电器;适用范围;关键参数;应用电路固态继电器(SOLIDSTATE RELAYS),简写成“SSR”,是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器 件,它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性,可达到无触点无火花地接通和断 开电路的目的,因此又被称为“无触点开关”,它问世于70年代,由于它的无触点工作特性,使其在许多领域 的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用一、固态继电器的原理及结构SSR按使用场合可以分成交流型和直流型两大类,它们分别在交流或直流电源上做负载的开关,不能混用。

      下面以交流型的SSR为例来说明它的工作原理,图1是它的工作原理框图,图1中的部件①-④构成交流SSR 的主体,从整体上看,SSR只有两个输入端(A和B)及两个输出端(C和D),是一种四端器件工作时只要在A、 B上加上一定的控制信号,就可以控制C、D两端之间的“通”和”断”,实现“开关”的功能,其中耦合电路 的功能是为A、B端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道,但又在电气上断开SSR中输入端和输出端 之间的(电)联系,以防止输出端对输入端的影响,耦合电路用的元件是”光耦合器”,它动作灵敏、响应速 度高、输入/输出端间的绝缘(耐压)等级高;由于输入端的负载是发光二极管,这使SSR的输入端很容易做到 与输入信号电平相匹配,在使用可直接与计算机输出接口相接,即受“1”与“0”的逻辑电平控制触发电路的 功能是产生合乎要求的触发信号,驱动开关电路④工作,但由于开关电路在不加特殊控制电路时,将产生射频干 扰并以高次谐波或尖峰等污染电网,为此特设”过零控制电路”所谓“过零”是指,当加入控制信号,交流电 压过零时,SSR即为通态;而当断开控制信号后,SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点(零电位)时, SSR才为断态。

      这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌 (电压)对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作)而设计的,一般是用“R-C”串联吸收电路或非 线性电阻(压敏电阻器)图2是一种典型的交流型SSR的电原理图图2图3直流型的SSR与交流型的SSR相比,无过零控制电路,也不必设置吸收电路,开关器件一般用大功率开关三 极管,其它工作原理相同不过,直流型SSR在使用时应注意:①负载为感性负载时,如直流电磁阀或电磁铁, 应在负载两端并联一只二极管,极性如图3所示,二极管的电流应等于工作电流,电压应大于工作电压的4倍 ②SSR工作时应尽量把它靠近负载,其输出引线应满足负荷电流的需要③使用电源属经交流降压整流所得的, 其滤波电解电容应足够大图4给出了几种国内、外常见的SSR的外形图4二、固态继电器的特点SSR成功地实现了弱信号(Vsr)对强电(输出端负载电压)的控制由于光耦合器的应用,使控制信号所 需的功率极低(约十余毫瓦就可正常工作),而且Vsr所需的工作电平与TTL、HTL、CMOS等常用集成电路兼容, 可以实现直接联接这使SSR在数控和自控设备等方面得到广泛应用。

      在相当程度上可取代传统的“线圈一簧片 。

      点击阅读更多内容
      关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
      手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
      ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.