固态继电器负载类型及使用场合

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固态继电器（Solid State Relay，缩写SSR），是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。
! o2 N  Y  o8 m. ?　　固态继电器按负载类型可分为交流型（AC-SSR）和直流型（DC-SSR）两类，两者不能混用。
　　

  ], d, y) G( R$ i5 F  Q2 p　　▲ 固态继电器负载类型
# ^" p5 V% G% @　　常用的交流固态继电器外形及原理如下图所示，从图可看出它是一种四端有源器件，有两个输入控制端和两个输出受控端。它既有放大驱动的作用，又有隔离作用。它采用光电隔离器对输入/输出之间进行电气隔离。在输入端加上直流或脉冲信号，输出端就能从关断状态转变成导通状态（无信号时呈阻断状态），从而控制较大负载。
　　

　　▲ 常用固态继电器原理图
　　固态继电器使用场合
　　固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置，电炉加热恒温系统，照明舞台灯光控制系统，自动消防、保安系统等等。另外，在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中均有大量使用。
* ]& o; Q& E/ H　　固态继电器优缺点/Solid State Relay
　　固态继电器工作可靠，寿命长，无噪声，无火花，无电磁干扰，开关速度快，抗干扰能力强，且体积小，耐冲击，耐振荡，防爆、防潮、防腐蚀、能与TTL、DTL、HTL等逻辑电路兼容，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。
　　主要不足是存在通态压降（需相应散热措施），有断态漏电流，交直流不能通用，触点组数少。另外，过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。
　　固态继电器基本性能测试电路
$ }6 H& Q7 U7 N0 F$ c3 L　　一般情况下，万用表并不能判别SSR 的好坏，正确的方法应采用下图的测试电路。
　　

　　▲ 固态继电器测试电路
　　当输入电流为0时，电压表测出的电压为电网电压，电灯不亮（灯泡功率须25W以上）；当输入电流达到一定值以后，电灯亮，电压表测出的电压为 SSR 导通压降（在3V以下）。
6 r" h! x% _2 L+ t' @; r　　*请初次使用者务必注意：因SSR内部有RC回路而带来漏电流，因此不能等同于普通触点式的继电器、接触器，请参考后面的注意事项。
　　固态继电器的选择
( f9 N5 D& k9 b: K　　固态继电器型号命名尚未统一，选型时要参阅厂家的说明书，在参数选择时应考虑如下条件：
　　# 额定输入电压
, E$ J: b4 Y4 G' J0 z　　额定输入电压是指在给定条件下能承受的稳态阻性负载的最大允许电压有效值。用于感性负载时，所选额定输入电压必须大于两倍电源电压值，所选产品的击穿电压应高于负载电源电压峰值的两倍。
8 p# t3 q) [5 W8 G9 z/ _$ [. b, a2 I　　■ 交流负载为220V的阻性负载，可选用220V电压等级的SSR；
5 y7 p# c3 E* i, ]　　■ 交流负载为220V的感性负载或交流负载为380V的阻性负载，可选用380V电压等级的SSR；
　　■ 交流负载为380V的感性负载，可选用480V电压等级的SSR；
8 Y+ T' M* V, G2 s  a　　■ 电动机正反转可选用480V电压等级的 SSR；
　　■频繁启动的单相或三相电机负载，可选用660~800V电压等级的SSR。
1 a$ R/ Y8 p' Z7 S　　# 额定输出电流/浪涌电流
　　■ 额定输出电流
/ c# b  U0 X$ F$ s　　是指在给定条件下（环境温度、额定电压、功率因素、有无散热器等）所能承受的最大电流有效值。固态继电器对温度的敏感性很强，工作温度超过标称值后，必须降额或外加散热器使用，通常厂家都提供热降额曲线。
8 k5 c' E3 W: z# h  ?　　■ 浪涌电流
% u7 I% C( g& [. @/ @/ x　　是指在给定条件下（环境温度、额定电压、额定电流和持续的时间等）不会造成永久性损坏所允许的最大非重复性峰值电流。阻性负载，SSR可全额或降额10%使用。电加热器、接触器接通瞬间的浪涌电流可达稳态电流的3倍，SSR应降额20%~30%使用。
　　固态继电器的使用及维护
9 y: k+ W5 @8 K　　固态继电器接线时要注意不要把输人、输出端接反，使用中还需注意如下事项：
8 R, |; ~# b+ I" o3 E9 e# w　　NO.1 浪涌电流对SSR的影响
+ D% Z- _, [5 \8 R' z　　所有的负载工作时都有浪涌电流，如电加热元件是纯电阻性负载，具有正温度系数，低温时电阻较小，初始通电时电流就较大。
　　如果SSR内部的热量来不及散发，可能会使晶闸管损坏，因此，选择SSR时要留有一定的电流余量。使用电阻、电热负载时SSR的电流等级应大于负载额定电流2-2.5倍。
　　NO.2 使用环境温度的影响
　　固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大，使用中要有良好的散热条件，额定工作电流在10A以上的SSR应配散热器，100A以上的SSR应配散热器加风扇强冷。
　　安装时要注意SSR底部与散热器的良好接触，并应涂导热硅脂。长期工作在40-80℃状态下的SSR应对电流等级进行降额使用。
7 |4 q! E. D9 L　　NO.3 过流、过压保护措施
　　过流和负载短路会造成SSR永久损坏，应在控制回路中设置快速熔断器和空气开关进行保护。可以通过在SSR输出端并联RC吸收回路和压敏电阻进行保护。
' z2 A" t/ r& b% x3 I! r! G　　NO.4 输入回路信号
: Y3 R  Z- @! b+ {0 d　　如果输入电压或输入电流超过了规定，可在输入端串联分压电阻或在输入端并联分流电阻，使输入信号合乎SSR的要求。输入信号线应远离电磁干扰源，以防误动作。

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固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置，电炉加热恒温系统，照明舞台灯光控制系统，自动消防、保安系统等等。另外，在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中均有大量使用。