一、固態(tài)繼電器簡介

    固態(tài)繼電器也稱作固態(tài)開關.是一種由固態(tài)電子組成的新型電子開關器件,集光電藕合,大功率雙向晶閘管,及觸發(fā)電路,阻容吸收回路于一體.用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電磁式繼電器.實現(xiàn)對單相或者三相電動機的正反轉控制,或者其它控制.無觸點無動作噪音.開關速度快無火花干擾和可靠性高等優(yōu)點.

按負載電源的類型不同.固態(tài)繼電器分交流和直流兩種,按觸發(fā)類型又分為過零觸發(fā)型

固態(tài)繼電器與傳統(tǒng)的電磁繼電器(EMR)相比，是一種沒有機械、不含運動零部件的繼電器，但具有與電磁繼電器本質(zhì)上相同功能。 固態(tài)繼電器按其工作性質(zhì)分直流輸入基本的固態(tài)繼電器就是一個發(fā)光器件和一個光敏器件及三極管或可控硅的組合。

    二、固態(tài)繼電器工作原理

過零觸發(fā)型AC—SSR為四端器件，其內(nèi)部電路如圖1所示。

1、2為輸入端，3、4為輸出端。R0為限流電阻，光耦合器將輸入與輸出電路在電氣上隔離開，V1構成反相器，R4、R5、V2和晶閘管V3組成過零檢測電路，UR為雙向整流橋，由V3和UR用以獲得使雙向晶閘管V4開啟的雙向觸發(fā)脈沖，R3、R7為分流電阻，分別用來保護V3和V4，R8和C組成浪涌吸收網(wǎng)絡，以吸收電源中帶有的尖峰電壓或浪涌電流，防止對開關電路產(chǎn)生沖擊或干擾。

要指出的是所謂“過零”并非真的必須是電源電壓波形的零處，而一般是指在10～25V或-(10～25)V區(qū)域內(nèi)進行觸發(fā)，如圖2所示。圖中交流電壓分三個區(qū)域，Ⅰ區(qū)為-10V～+10V范圍，稱為死區(qū)，在此區(qū)域中加入輸入信號時不能使SSR導通。Ⅱ區(qū)為10～25V和-(10～25)V范圍，稱為響應區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)只要加入輸入信號，SSR立即導通。Ⅲ區(qū)為幅值大于25V的范圍，稱為抑制區(qū)在此區(qū)域內(nèi)加入輸入信號，SSR的導通被抑制。

當輸入端未加電壓信號時，光耦合器的光敏晶體管因未接收光而截止，V1飽和，V3和V4因無觸發(fā)電壓而截止，此時SSR關閉。當加入輸入信號時，光耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏晶體管飽和，使V1截止。此時若V3兩端電壓在-(10～25)V或10～25V范圍內(nèi)時，只要適當選擇分壓電阻R4和R5，就可使V2截止，這樣使V3觸發(fā)導通，從而使V 4的控制極上得到從R6→UR→V 3→UR→R7或反方向的觸發(fā)脈沖，而使V4導通，使負載接通交流電源。而若交流電壓波形在圖2中的Ⅲ區(qū)內(nèi)時，則因V2飽和而抑制V3和V4的導通，而使SSR被抑制，從而實現(xiàn)了過零觸發(fā)控制。由于10～25V幅值與電源電壓幅值相比可近似看作“零”。因此，一般就將過零電壓粗略地定義為0～±25V，即認為在此區(qū)域內(nèi)，只要加入輸入信號，過零觸發(fā)型AC—SSR都能導通。

當輸入端電壓信號撤除后，光耦合器中的光敏晶體管截止，V1飽和，V3截止，但此時V4仍保持導通，直到負載電流隨電源電壓減小到小于雙向晶閘管的維持電流時，SSR才轉為截止。

SSR的輸出端器件可分為雙向晶閘管和兩只單向晶閘管反并聯(lián)形式。若負載為電動機一類的感性負載，則其靜態(tài)電壓上升率dv/dt是一個重要參數(shù)。由于單向晶閘管靜態(tài)電壓上升率(200V/μs)大大高于雙向晶閘管的換向指標(10V/μs)，因此若采用兩只大功率單向晶閘管反并聯(lián)代替雙向晶閘管，一方面可提高輸出功率;另一方面也可提高耐浪涌電流的沖擊能力，這種SSR稱為增強型SSR。

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