一、固態繼電器簡介

    固態繼電器也稱作固態開關.是一種由固態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,及觸發電路,阻容吸收回路于一體.用來代替傳統的電磁式繼電器.實現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點.

按負載電源的類型不同.固態繼電器分交流和直流兩種,按觸發類型又分為過零觸發型

固態繼電器與傳統的電磁繼電器(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上相同功能。 固態繼電器按其工作性質分直流輸入基本的固態繼電器就是一個發光器件和一個光敏器件及三極管或可控硅的組合。

    二、固態繼電器工作原理

過零觸發型AC—SSR為四端器件，其內部電路如圖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區域內進行觸發，如圖2所示。圖中交流電壓分三個區域，Ⅰ區為-10V～+10V范圍，稱為死區，在此區域中加入輸入信號時不能使SSR導通。Ⅱ區為10～25V和-(10～25)V范圍，稱為響應區，在此區域內只要加入輸入信號，SSR立即導通。Ⅲ區為幅值大于25V的范圍，稱為抑制區在此區域內加入輸入信號，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，光耦合器中的發光二極管發光，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區內時，則因V2飽和而抑制V3和V4的導通，而使SSR被抑制，從而實現了過零觸發控制。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，即認為在此區域內，只要加入輸入信號，過零觸發型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形式。若負載為電動機一類的感性負載，則其靜態電壓上升率dv/dt是一個重要參數。由于單向晶閘管靜態電壓上升率(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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