固态继电器及在使用中一些问题的讨论

固态继电器(SOLIDSTATE RELAYS)，简写成“SSR”，是一种悉数由固态电子元件组成的新式无触点开关器材，它运用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器材)的开关特性，可到达无触点无火花地接通和断开电路的意图，因此又被称为“无触点开关”，它面世于70年代，因为它的无触点作业特性，使其在许多范畴的电控及计算机操控方面得到日益广范的运用。

1固态继电器的原理及结构
SSR按运用场合能够分红沟通型和直流型两大类，它们分别在沟通或直流电源上做负载的开关，不能混用。
下面以沟通型的SSR为例来阐明它的作业原理，图1是它的作业原理框图，图1中的部件①-④构成沟通SSR的主体，从全体上看，SSR只要两个输入端(A和B)及两个输出端(C和D)，是一种四端器材。作业时只要在A、B上加上必定的操控信号，就能够操控C、D两头之间的“通”和“断”，完成“开关”的功用，其间耦合电路的功用是为A、B端输入的操控信号供给一个输入/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)联络， 以避免输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是“光耦合器”，它动作活络、响应速度高、输入/输出端间的绝缘(耐压)等级高；因为输入端的负载是发光二极管，这使SSR的输入端很简单做到与输入信号电平相匹配，在运用可直接与计算机输出接口相接，即受“1”与“0”的逻辑电平操控。触发电路的功用是发生符合要求的触发信号，驱动开关电路④作业，但因为开关电路在不加特别操控电路时，将发生射频搅扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，为此特设“过零操控电路”。所谓“过零”是指，当参加操控信号，沟通电压过零时，SSR即为通态；而当断开操控信号后，SSR要等候沟通电的正半周与负半周的接壤点(零电位)时，SSR才为断态。这种规划能避免高次谐波的搅扰和对电网的污染。吸收电路是为避免从电源中传来的尖峰、浪涌(电压)对开关器材双向可控硅管的冲击和搅扰(乃至误动作)而规划的，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是一种典型的沟通型SSR的电原理图。

图1

图2图3

直流型的SSR与沟通型的SSR比较，无过零操控电路，也不用设置吸收电路，开关器材一般用大功率开关三极管，其它作业原理相同。不过，直流型SSR在运用时应留意：①负载为理性负载时，如直流电磁阀或电磁铁，应在负载两头并联一只二极管，极性如图3所示，二极管的电流应等于作业电流，电压应大于作业电压的4倍。②SSR作业时应尽量把它接近负载，其输出引线应满意负荷电流的需求。③运用电源属经沟通降压整流所得的，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

固态继电器的特色

SSR成功地完成了弱信号(Vsr)对强电(输出端负载电压)的操控。因为光耦合器的运用，使操控信号所需的功率极低(约十余毫瓦就可正常作业)，并且Vsr所需的作业电平与TTL、HTL、CMOS等常用集成电路兼容，能够完成直接联接。这使SSR在数控和自控设备等方面得到广泛运用。在相当程度上可替代传统的“线圈—簧片触点式”继电器(简称“MER”)。

SSR因为是全固态电子元件组成，与MER比较，它没有任何可动的机械部件，作业中也没有任何机械动作；SSR由电路的作业状况改换完成“通”和“断”的开关功用，没有电接触点，所以它有一系列MER不具备的长处，即作业高牢靠、长寿命(有材料标明SSR的开关次数可达108-109次，比一般MER的106高几百倍)；无动作噪声；耐振耐机械冲击；装置方位无限制；很简单用绝缘防水材料灌封做成全密封方式，并且具有杰出的防潮防霉防腐功能；在防爆和避免臭氧污染方面的功能也极佳。这些特色使SSR可在军事(如飞行器、火炮、舰船、车载武器系统)、化工、井下采煤和各种工业民用电控设备的运用中大显身手，具有逾越MER的技能优势。

沟通型SSR因为选用过零触发技能，因此能够使SSR安全地用在计算机输出接口上，不用为在接口上选用MER而发生的一系列对计算机的搅扰而烦恼。

此外，SSR还有能接受在数值上可达额外电流十倍左右的浪涌电流的特色。

表1