固體繼電器

1固體繼電器工作原理
　　固體繼電器(Solid State Relay，縮寫SSR)是一種無觸點(diǎn)電子開關(guān)，內(nèi)部無任何可動(dòng)部件，完全由固體器件實(shí)現(xiàn)負(fù)載的通斷切換功能，控制回路與負(fù)載回路通過光電耦合器或變壓器進(jìn)行隔離和傳輸。
輸入電路多為直流輸入，個(gè)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變化，恒流輸入電路，在輸入電壓達(dá)到一定值時(shí)，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(dāng)寬的輸入電壓范圍。
輸出電路主要由輸出器件和起瞬態(tài)抑制作用的吸收回路組成，有時(shí)還包括反饋電路。目前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(yīng)管(MOSFET)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等。　　

2固體繼電器特點(diǎn)
　　 1)輸入功率小，直流固體繼電器的典型值為10mA，可以和邏輯電路兼容。
　　 2)開關(guān)速度快，固體繼電器的轉(zhuǎn)換速度多為十幾到幾十微秒，最快的幾微秒，除交流固體繼電器需半周過零切換外最大的約幾百微秒。
　　 3)輸出接通電阻穩(wěn)定，無機(jī)械和電磨損造成的接觸不良。
　　 4)抗干擾能力強(qiáng)，固體繼電器輸入輸出間采用光電或變壓器隔離，避免了輸出對(duì)輸入邏輯電路的影響，同時(shí)輸出電路具有較高的抗脈沖電流的過負(fù)載能力。
　　 5)對(duì)外界干擾小，固體繼電器的輸入電流很小，無電磁繼電器輸入線圈在關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的數(shù)百伏甚至幾千伏的反電動(dòng)勢，輸出電路不存在由于觸點(diǎn)抖動(dòng)、回路和電弧火花所引發(fā)的電磁干擾和射頻干擾。
　　 6)壽命長，固體繼電器沒有觸點(diǎn)，不存在機(jī)械和電磨損，它的壽命就是半導(dǎo)體器件的壽命，所以固體繼電器在額定負(fù)載下的電壽命一般可達(dá)上億次動(dòng)作。
　　 7)工作可靠性高，固體繼電器無活動(dòng)部件，不存在觸點(diǎn)回跳、抖動(dòng)，因此其輸出信號(hào)不會(huì)引發(fā)邏輯電路多次動(dòng)作，采用密封結(jié)構(gòu)，具有耐惡劣的機(jī)械和氣候環(huán)境的能力，只要選擇和使用正確，就會(huì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的高可靠。

二、固體繼電器選用

1注意事項(xiàng)
　　 1)接線正確，禁止輸入端和輸出端接錯(cuò)以及極性接反。
　　 2)加電前須檢查負(fù)載，禁止負(fù)載電阻短路時(shí)接通繼電器。
　　 3)使用時(shí)確保固體繼電器殼體、散熱器良好散熱。
　　 4)接線端接觸要良好，松弛或焊接不良都會(huì)造成繼電器異常發(fā)熱而引起產(chǎn)品失效。
　　 5)固體繼電器存在輸出漏電流，更換或配線作業(yè)時(shí)，務(wù)必切斷電源，確保人身安全。
　　 6)負(fù)載電壓和電流不能超出繼電器規(guī)格書規(guī)定的范圍，否則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品失效。
　　 7)安裝前后防止摔、碰，超過產(chǎn)品規(guī)定值的振動(dòng)和沖擊可能會(huì)損壞繼電器。
　　 8)對(duì)于PCB安裝的SSR，焊接240 ~ 260℃，小于10秒。

2正確的選型

2.1根據(jù)負(fù)載特性，選擇合適的SSR很重要。由于負(fù)載在切換時(shí)會(huì)產(chǎn)生浪涌電流和過電壓，過高的浪涌電流是造成SSR失效的最常見原因，因此要求冗余設(shè)計(jì)，電流請(qǐng)參考下表，繼電器耐壓應(yīng)選取工作電壓的2 ~ 3倍。
不同種類的負(fù)載其浪涌電流與其正常工作額定電流相比較：

2.2認(rèn)真閱讀SSR規(guī)格書，確保SSR的使用環(huán)境符合要求。

3正確使用

　　3.1輸入回路
3.1.1確認(rèn)固體繼電器有足夠的激勵(lì)，輸入電壓(電流)的最小值必須大于繼電器規(guī)定的最小觸發(fā)電壓(電流)，且不應(yīng)超過規(guī)定的最大輸入電壓(電流)，過大的輸入電壓(電流)會(huì)造成繼電器永久性的損壞；
[接線示例]


3.1.2輸入端的瞬態(tài)脈沖可能會(huì)導(dǎo)致繼電器的誤動(dòng)作，盡量短的連線和添加濾波電路可有效防止繼電器的誤動(dòng)作；
3.1.3輸入為直流時(shí)，請(qǐng)?zhí)貏e注意繼電器輸入的正負(fù)極性，超過繼電器規(guī)定的反極性電壓可能會(huì)造成繼電器永久性的損壞。

3.2輸出回路
3.2.1交流負(fù)載：切換交流感性負(fù)載時(shí)出現(xiàn)瞬態(tài)過電壓，內(nèi)置RC吸收回路的抑制能力有限，有可能會(huì)超過SSR的耐壓值，導(dǎo)致SSR因過電壓而損壞，因此建議在繼電器輸出端跨接壓敏電阻，壓敏電阻的選型推薦如下：



3.2.2直流負(fù)載：在連接線圈、電磁閥等感性負(fù)載時(shí)，請(qǐng)?jiān)陔娐分薪尤肽嫦虮Ｗo(hù)二極管，超過SSR的瞬態(tài)電壓，會(huì)導(dǎo)致SSR輸出器件損壞。用反向保護(hù)二極管抑制瞬態(tài) 電壓具有最佳效果。但線圈和電磁閥的復(fù)位時(shí)間會(huì)變長，請(qǐng)?jiān)趯?shí)際使用回路上進(jìn)行確認(rèn)后再使用。另外，在縮短復(fù)位時(shí)間的問題上，可使用二極管和穩(wěn)壓二極管，這 時(shí)，穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓電壓(Vz)愈高，則復(fù)位時(shí)間就愈短。




　　3.3環(huán)境要求
SSR 使用環(huán)境溫度，應(yīng)參照SSR規(guī)格書中的摳涸氐緦饔牖肪澄露惹邤進(jìn)行熱設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)因SSR過溫而導(dǎo)致的失效。多個(gè)SSR并排安裝時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)局部 SSR異常發(fā)熱的情況，所以安裝時(shí)應(yīng)留有足夠的間距來防止熱量的積累，至于間距尺寸，請(qǐng)參閱詳細(xì)的產(chǎn)品規(guī)格書。(若沒有具體說明，推薦取一個(gè)SSR的厚度 作為間隔距離)。
對(duì)于額定電流5A以下的固體繼電器，一般不需要外加散熱器，大于5A的繼電器務(wù)必外加散熱器，且散熱器與繼電器散熱底板之間要均勻涂敷導(dǎo)熱硅脂。
請(qǐng)勿在陽光直射或紫外線可照射到的地方使用和存放SSR，陽光直射或紫外線照射會(huì)導(dǎo)致樹脂的性能下降，而且使外殼發(fā)生龜裂或破損。
此 外，也不可在能接觸到水或化學(xué)藥品的環(huán)境中使用或存放。否則，會(huì)使金屬部件生銹、腐蝕及樹脂劣化。長期保管SSR時(shí)，端子的表面會(huì)因裸露在空氣中而氧化， 氧化端子的可焊性、導(dǎo)電性會(huì)降低，因此，在使用經(jīng)過長期存放的SSR之前，一定要先確定端子的可焊性及導(dǎo)電性，合格后才使用。
附：產(chǎn)品型號(hào)與散熱器選配：


3.4安裝
3.4.1PCB安裝的SSR：端子孔徑及焊盤直徑，過孔的焊盤直徑可以比表內(nèi)數(shù)值稍微小一點(diǎn)。

　　3.4.2螺釘安裝：推薦力距值