固體、固態(tài)繼電器的工作原理
1、固體、固態(tài)繼電器(Solid state Relay, SSR)是一種由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點(diǎn)開關(guān)，利用電子組件（如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體組件）的開關(guān)特性，達(dá)到無觸點(diǎn)、無火花、而能接通和斷開電路的目的，因此又被稱為固體、固態(tài)繼電器;無觸點(diǎn)開關(guān)繼電器;。相對于以往的繼電器;線圈繼電器;簧片觸點(diǎn)式繼電器;繼電器(Electromechanical Relay, EMR)，SSR沒有任何可動的機(jī)械零件，工作中也沒有任何機(jī)械動作，具有超越電磁繼電器的優(yōu)勢，如反應(yīng)快、可靠度高、壽命長（SSR的開關(guān)次數(shù)可達(dá)每秒108次，比一般電磁繼電器的次數(shù)高出幾倍）、無動作噪聲、耐震、耐機(jī)械沖擊、具有良好的防潮防霉防腐特性。這些特點(diǎn)使SSR在軍事、化工、和各種工業(yè)民用電控設(shè)備中均有廣泛應(yīng)用。
2、固體、固態(tài)繼電器的控制信號所需的功率極低(節(jié)能)，因此可以用弱信號控制強(qiáng)電流。同時(shí)交流型的SSR采用過零觸發(fā)技術(shù)，使SSR可以安全地用在計(jì)算機(jī)輸出接口，不會像電磁繼電器那樣產(chǎn)生一系列對計(jì)算機(jī)的干擾，甚至?xí)䦟?dǎo)致嚴(yán)重當(dāng)機(jī)。比較常用的是DIP封裝的型式。控制電壓和負(fù)載電壓按使用場合可以分成交流和直流兩大類，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(fù)載的開關(guān)，不能混用.目前市場主流產(chǎn)品是DC-AC(直流控交流).SSR固態(tài)繼電器以觸發(fā)形式,可分為零壓型和調(diào)相型(W)兩種。在輸入端施加合適的控制信號VIN時(shí),P型SSR立即導(dǎo)通。當(dāng)VIN撤銷后,負(fù)載電流低于雙向可控硅維持電流時(shí)(交流換向),SSR關(guān)斷。
3、單向可控硅(增強(qiáng)型SSR)由于處在單極性工作狀態(tài),此時(shí)只受靜態(tài)電壓上升率所限制(典型值200V/s),因此增強(qiáng)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。
Z型SSR內(nèi)部包括過零檢測電路,在施加輸入信號VIN時(shí),只有當(dāng)負(fù)載電源電壓達(dá)到過零區(qū)時(shí),SSR才能導(dǎo)通,并有可能造成電源半個周期的最大延時(shí)。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。
4、增強(qiáng)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,并達(dá)到了進(jìn)口產(chǎn)品的基本指標(biāo),是替代普通固態(tài)繼電器的更新產(chǎn)品。
5、固體、固態(tài)繼電器的應(yīng)用：SSR系列固態(tài)繼電器,可以廣泛用于:計(jì)算機(jī)外圍接口裝置,恒溫器和電阻爐控制、交流電機(jī)控制、中間繼電器和電磁閥控制、復(fù)印機(jī)和全自動洗衣機(jī)控制、信號燈交通燈和閃爍器控制、照明和舞臺燈光控制、數(shù)控機(jī)械遙控系統(tǒng)、自動消防和保安系統(tǒng)、大功率可控硅觸發(fā)和工業(yè)自動化裝置等。
6、SSR由于采用輸出器件不同,有普通型(S,采用雙向可控硅元件)和增強(qiáng)型(H,采用單向可控硅元件)之分。當(dāng)加有感性負(fù)載時(shí),在輸入信號截止t1之前,雙向可控硅導(dǎo)通,電流滯后電源電壓90O(純感時(shí))。t1時(shí)刻,輸入控制信號撤銷,雙向可控硅在小于維持電流時(shí)關(guān)斷(t2),可控硅將承受電壓上升率dv/dt很高的反向電壓。這個電壓將通過雙向可控硅內(nèi)部的結(jié)電容,正反饋到柵極。如果超過雙向可控硅換向dv/dt指標(biāo)(典型值10V/s,將引起換向恢復(fù)時(shí)間長甚至失敗。
