固态继电器及工作原理.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流固态继电器及工作原理.精品文档.固态继电器及工作原理一. 固态继电器固态继电器(SOLIDSTATE RELAYS),简写成“SSR”,是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件,它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性,可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的,因此又被称为“无触点开关”,固态继电器与传统的电磁继电器(EMR)相比,是一种没有机械、不含运动零部件的继电器,但具有与电磁继电器本质上相同功能。固态继电器按其工作性质分直流输入-交流输出型、直流输入-直流输出型、交流输入-交流输出型、交流输入-直流输出
2、型。按其结构分机架安装型(面板安装)、线路板安装型。二.工作原理过零触发型ACSSR为四端器件,其内部电路如图1所示。1、2为输入端,3、4为输出端。R0为限流电阻,光耦合器将输入与输出电路在电气上隔离开,V1构成反相器,R4、R5、V2和晶闸管V3组成过零检测电路,UR为双向整流桥,由V3和UR用以获得使双向晶闸管V4开启的双向触发脉冲,R3、R7为分流电阻,分别用来保护V3和V4,R8和C组成浪涌吸收网络,以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流,防止对开关电路产生冲击或干扰。要指出的是所谓“过零”并非真的必须是电源电压波形的零处,而一般是指在1025V或-(1025)V区域内进行触发,如图2
3、所示。图中交流电压分三个区域,区为-10V+10V范围,称为死区,在此区域中加入输入信号时不能使SSR导通。区为1025V和-(1025)V范围,称为响应区,在此区域内只要加入输入信号,SSR立即导通。区为幅值大于25V的范围,称为抑制区在此区域内加入输入信号,SSR的导通被抑制。当输入端未加电压信号时,光耦合器的光敏晶体管因未接收光而截止,V1饱和,V3和V4因无触发电压而截止,此时SSR关闭。当加入输入信号时,光耦合器中的发光二极管发光,光敏晶体管饱和,使V1截止。此时若V3两端电压在-(1025)V或1025V范围内时,只要适当选择分压电阻R4和R5,就可使V2截止,这样使V3触发导通,
4、从而使V 4的控制极上得到从R6URV 3URR7或反方向的触发脉冲,而使V4导通,使负载接通交流电源。而若交流电压波形在图2中的区内时,则因V2饱和而抑制V3和V4的导通,而使SSR被抑制,从而实现了过零触发控制。由于1025V幅值与电源电压幅值相比可近似看作“零”。因此,一般就将过零电压粗略地定义为025V,即认为在此区域内,只要加入输入信号,过零触发型ACSSR都能导通。当输入端电压信号撤除后,光耦合器中的光敏晶体管截止,V1饱和,V3截止,但此时V4仍保持导通,直到负载电流随电源电压减小到小于双向晶闸管的维持电流时,SSR才转为截止。SSR的输出端器件可分为双向晶闸管和两只单向晶闸管反
5、并联形式。若负载为电动机一类的感性负载,则其静态电压上升率dv/dt是一个重要参数。由于单向晶闸管静态电压上升率(200V/s)大大高于双向晶闸管的换向指标(10V/s),因此若采用两只大功率单向晶闸管反并联代替双向晶闸管,一方面可提高输出功率;另一方面也可提高耐浪涌电流的冲击能力,这种SSR称为增强型SSR。三.固态继电器的特点SSR成功地实现了弱信号(Vsr)对强电(输出端负载电压)的控制。由于光耦合器的应用,使控制信号所需的功率极低(约十余毫瓦就可正常工作),而且Vsr所需的工作电平与TTL、HTL、CMOS等常用集成电路兼容,可以实现直接联接。这使SSR在数控和自控设备等方面得到广泛应
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