認識固態(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(diǎn)？

  固態(tài)繼電器 簡(jiǎn)稱(chēng)SSR，又被稱(chēng)之為“無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)”它利用電子元件（如雙向可控硅等半導體器件）的開(kāi)關(guān)特性，可到達無(wú)觸點(diǎn)無(wú)火花地接通和斷開(kāi)電路。

  固態(tài)繼電器工作可靠，壽命長(cháng)，無(wú)噪聲，無(wú)火花，無(wú)電磁干擾，開(kāi)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動(dòng)大電流負載。主要不足是存在通態(tài)壓降（需相應散熱措施），有斷態(tài)漏電流，交直流不能通用，觸點(diǎn)組數少，另外過(guò)電流、過(guò)電壓及電壓上升率、電流上升率等指標差。
 常見(jiàn)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(lèi)與工作原理  

  可將SSR按負載電源的類(lèi)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(kāi)關(guān)器件，用來(lái)接通或斷開(kāi)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(guò)零觸發(fā)型和隨機導通型兩種。過(guò)零觸發(fā)型AC—SSR是當控制信號輸入后，在交流電源經(jīng)過(guò)零電壓附近時(shí)導通，故干擾很小。隨機導通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導通或關(guān)斷，因此在導通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾。

固態(tài)繼電器的分類(lèi)與工作原理  

  可將SSR按負載電源的類(lèi)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(kāi)關(guān)器件，用來(lái)接通或斷開(kāi)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(guò)零觸發(fā)型和隨機導通型兩種。過(guò)零觸發(fā)型AC—SSR是當控制信號輸入后，在交流電源經(jīng)過(guò)零電壓附近時(shí)導通，故干擾很小。隨機導通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導通或關(guān)斷，因此在導通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾。

固態(tài)繼電器的分類(lèi)與工作原理  

  可將SSR按負載電源的類(lèi)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(kāi)關(guān)器件，用來(lái)接通或斷開(kāi)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(guò)零觸發(fā)型和隨機導通型兩種。過(guò)零觸發(fā)型AC—SSR是當控制信號輸入后，在交流電源經(jīng)過(guò)零電壓附近時(shí)導通，故干擾很小。隨機導通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導通或關(guān)斷，因此在導通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾。

當輸入端未加電壓信號時(shí)，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(wú)觸發(fā)電壓而截止，此時(shí)SSR關(guān)閉。當加入輸入信號時(shí)，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(shí)若V3兩端電壓在-(10～25)V或10～25V范圍內時(shí)，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(fā)導通，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(shí)，則因V2飽和而抑制V3和V4的導通，而使SSR被抑制，從而實(shí)現了過(guò)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(guò)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(guò)零觸發(fā)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(shí)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(shí)，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(lián)形式。若負載為電動(dòng)機一類(lèi)的感性負載，則其靜態(tài)電壓上升率dv/dt是一個(gè)重要參數。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(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(chēng)為增強型SSR。