固態(tài)繼電器的分類
固態(tài)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(guān)。用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號,達到直接驅(qū)動大電流負(fù)載。
固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。按開關(guān)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(tài)繼電器的優(yōu)缺點
1、固態(tài)繼電器的缺點
?。?)導(dǎo)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(yīng)管的導(dǎo)通電阻也較機械觸點的接觸電阻大。
?。?)半導(dǎo)體器件關(guān)斷后仍可有數(shù)微安至數(shù)毫安的漏電流,因此不能實現(xiàn)理想的電隔離。
?。?)由于管壓降大,導(dǎo)通后的功耗和發(fā)熱量也大,大功率固態(tài)繼電器的體積遠遠大于同容量的電磁繼電器,成本也較高。
?。?)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。
?。?)固態(tài)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(tài)繼電器的負(fù)載與環(huán)境溫度明顯有關(guān),溫度升高,負(fù)載能力將迅速下降。
(6)主要不足是存在通態(tài)壓降(需相應(yīng)散熱措施),有斷態(tài)漏電流,交直流不能通用,觸點組數(shù)少,另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標(biāo)差。
2、固態(tài)繼電器的優(yōu)點
?。?)高壽命,高可靠:固態(tài)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(huán)境下工作,由于組成固態(tài)繼電器的元器件的固有特性,決定了固態(tài)繼電器的壽命長,可靠性高。
?。?)靈敏度高,控制功率小,電磁兼容性好:固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬,驅(qū)動功率低,可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動器。
?。?)快速轉(zhuǎn)換:固態(tài)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。
?。?)電磁干擾?。汗虘B(tài)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(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個零電壓開關(guān),在零電壓處導(dǎo)通,零電流處關(guān)斷,減少了電流波形的突然中斷,從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。
固態(tài)繼電器實物接線圖
固態(tài)繼電器是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關(guān)器件,它利用電子元件的開關(guān)特性,如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)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(guān)。
下面就是固態(tài)繼電器的接線原理圖與實物接線圖:
固態(tài)繼電器是用半導(dǎo)體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關(guān)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(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。下圖為固態(tài)繼電器的接線圖。
交流固態(tài)繼電器按開關(guān)方式分有電壓過零導(dǎo)通型(簡稱過零型)和隨機導(dǎo)通型(簡稱隨機型)
按輸出開關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)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(tài)繼電器以觸發(fā)形式,可分為零壓型(Z)和調(diào)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(dǎo)通。當(dāng)IN撤銷后,負(fù)載電流低于雙向可控硅維持電流時(交流換向),SSR關(guān)斷。Z型SSR內(nèi)部包括過零檢測電路,在施加輸入信號IN時,只有當(dāng)負(fù)載電源電壓達到過零區(qū)時,SSR才能導(dǎo)通,并有可能造成電源半個周期的最大延時。Z型SSR關(guān)斷條件同P型,但由于負(fù)載工作電流近似正弦波,高次諧波干擾小,所以應(yīng)用廣泛。
因此增強型固態(tài)繼電器HS系列比普通型SSR的換向dv/dt指標(biāo)提高了5~20倍。由于采用兩只大功率單向可控硅反并聯(lián),改變了電流分配和導(dǎo)熱條件,提高了SSR輸出功率。增強型SSR在大功率應(yīng)用場合,無論是感性負(fù)載還是阻性負(fù)載,耐電壓、耐電流沖擊及產(chǎn)品的可靠性,均超過普通固態(tài)繼電器。
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