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固體繼電器

2016-03-02 來源:買賣寶

盡管市場上的固體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。

固體繼電器

工作原理 

盡管市場上的固體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。 

固體繼電器的輸入電路是為輸入控制信號提供一個回路,使之成為固體繼電器的觸發信號源。固體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。

固體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、保護、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。

固體繼電器的輸出電路是在觸發信號的控制下,實現固體繼電器的通斷切換。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,各種固體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。

優點

(1)無運動零部件,無機械磨損,無動作噪聲,無機械故障,可靠性高; 

(2)無燃弧觸點,無觸點間的火花、電弧,無觸點抖動和磨損,對外干擾小; 

(3)開關速度迅速,動作時間可達10-3S以下; 

(4)靈敏度高,控制功率小,可達10-3以下,能很好地與TTL、CMOS電路兼容; 

(5)抗沖擊振動性能優良,容易實現“零”壓切換; 

(6)一般用絕緣材料灌封成全封閉整體,所以具有良好的防潮、防霉、防腐性能,防爆性能也極佳; 

(7)半導體器件作為開關工作,壽命長; 

(8)易實現附加功能。

固體繼電器性能參數測試時應注意以下幾點:

(1)測試直流SSR接通和關斷電壓時,輸入電壓不能長時間處于接通與關斷之間,否則輸出端功耗急劇上升,容易燒壞輸出開關元件。 

(2)測試中不要隨意加快動作速率(一般輸入信號的一個周期長應為接通和關斷時間之和的10倍以上),否則因動態開關損耗大無法工作,甚至燒壞輸出開關元件。 

(3)測試時,首先要了解輸出電流與殼溫(環境溫度)之間的關系曲線(殼溫上升或不帶散熱器時額定輸出電流會下降),避免過載引起永久性失效。 

(4)SSR在關斷狀態下輸出兩端不能實現完全的隔離,存在一定的漏電流,在較高電壓下測試介質耐壓和絕緣電阻在使用時,易發生觸電事故。輸出兩端絕不可測試絕緣電阻或耐壓。 

固體繼電器使用中應注意的問題

(1)在實際使用時,必須使產品的實際使用條件完全符合產品各項參數和特性曲線的要求。 

(2)SSR受溫度影響較大,使用時要考慮好散熱(一般負載電流>5A時應裝散熱片),當環境溫度高時,SSR的負載能力必然相應下降,因此選用SSR時須留有一定的余量。 

(3)當繼電器處于導通狀態時,將承受P=V(管壓降)×I(負載)的耗散功率。因此必須根據實際工作環境,合理選用散熱器的尺寸或降低負載電流使用。

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