認(rèn)識固態(tài)繼電器及其工作原理
什么是固態(tài)繼電器,有什么優(yōu)缺點?
固態(tài)繼電器 簡稱SSR,又被稱之為“無觸點開關(guān)”它利用電子元件(如雙向可控硅等半導(dǎo)體器件)的開關(guān)特性,可到達無觸點無火花地接通和斷開電路。
固態(tài)繼電器工作可靠,壽命長,無噪聲,無火花,無電磁干擾,開關(guān)速度快,抗干擾能力強,且體積小,耐沖擊,耐振蕩,防爆、防潮、防腐蝕、能與TTL、DTL、HTL等邏輯電路兼容,以微小的控制信號達到直接驅(qū)動大電流負載。主要不足是存在通態(tài)壓降(需相應(yīng)散熱措施),有斷態(tài)漏電流,交直流不能通用,觸點組數(shù)少,另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標(biāo)差。
常見固態(tài)繼電器產(chǎn)品物料有TLP227GA-2(F) ,TLP222A-2(F) ,TLP598GAF ,TLP592A(F)……
固態(tài)繼電器的分類與工作原理
可將SSR按負載電源的類型不同引申分為交流固態(tài)繼電器(AC—SSR)和直流固態(tài)繼電器(DC—SSR)。AC—SSR是以雙向晶閘管作為開關(guān)器件,用來接通或斷開交流負載電源的固態(tài)繼電器。AC—SSR的控制觸發(fā)方式不同,又可分為過零觸發(fā)型和隨機導(dǎo)通型兩種。過零觸發(fā)型AC—SSR是當(dāng)控制信號輸入后,在交流電源經(jīng)過零電壓附近時導(dǎo)通,故干擾很小。隨機導(dǎo)通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導(dǎo)通或關(guān)斷,因此在導(dǎo)通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾。
固態(tài)繼電器的分類與工作原理
可將SSR按負載電源的類型不同引申分為交流固態(tài)繼電器(AC—SSR)和直流固態(tài)繼電器(DC—SSR)。AC—SSR是以雙向晶閘管作為開關(guān)器件,用來接通或斷開交流負載電源的固態(tài)繼電器。AC—SSR的控制觸發(fā)方式不同,又可分為過零觸發(fā)型和隨機導(dǎo)通型兩種。過零觸發(fā)型AC—SSR是當(dāng)控制信號輸入后,在交流電源經(jīng)過零電壓附近時導(dǎo)通,故干擾很小。隨機導(dǎo)通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導(dǎo)通或關(guān)斷,因此在導(dǎo)通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾。
固態(tài)繼電器的分類與工作原理
可將SSR按負載電源的類型不同引申分為交流固態(tài)繼電器(AC—SSR)和直流固態(tài)繼電器(DC—SSR)。AC—SSR是以雙向晶閘管作為開關(guān)器件,用來接通或斷開交流負載電源的固態(tài)繼電器。AC—SSR的控制觸發(fā)方式不同,又可分為過零觸發(fā)型和隨機導(dǎo)通型兩種。過零觸發(fā)型AC—SSR是當(dāng)控制信號輸入后,在交流電源經(jīng)過零電壓附近時導(dǎo)通,故干擾很小。隨機導(dǎo)通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導(dǎo)通或關(guān)斷,因此在導(dǎo)通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾。
當(dāng)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(guān)閉。當(dāng)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(dāng)選擇分壓電阻R4和R5,就可使V2截止,這樣使V3觸發(fā)導(dǎo)通,從而使V4的控制極上得到從R6→UR→V3→UR→R7或反方向的觸發(fā)脈沖,而使V4導(dǎo)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(dǎo)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(rèn)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(dǎo)通。
當(dāng)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(dǎo)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(zhuǎn)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(biāo)(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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