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米博固态继电器的分类与选型使用时的注意事项


 

 

米博固态继电器(SolidStateRelays,缩写SSR)是一种无触点电子开关,由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片,采用混合工艺组装来实现控制回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔离及信号耦合,由固态器件实现负载的通断切换功能,内部无任何可动部件。尽管市场上的米博固态继电器型号规格繁多,但它们的工作原理基本上是相似的。主要由输入(控制)电路,驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。

 

米博固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路,使之成为米博固态继电器的触发信号源。米博固态继电器的输入电路多为直流输入,个别的为交流输入。直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性的正向变化。恒流输入电路,在输入电压达到一定值时,电流不再随电压的升高而明显增大,这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。

 

米博固态继电器的驱动电路可以包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。隔离耦合电路,目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。常用的光电耦合器有光-三极管、光-双向可控硅、光-二极管阵列(光-伏)等。高频变压器耦合,是在一定的输入电压下,形成约10MHz的自激振荡,通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。功能电路可包括检波整流、过零、加速、保护、显示等各种功能电路。触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。

 

米博固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下,实现米博固态继电器的通断切换。输出电路主要由输出器件(芯片)和起瞬态抑制作用的吸收回路组成,有时还包括反馈电路。目前,各种米博固态继电器使用的输出器件主要有晶体三极管(Transistor)、单向可控硅(ThyristorSCR)、双向可控硅(Triac)MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。

 

米博固态继电器原理米博固态继电器(SolidstateRelay,SSR)是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关,利用电子组件(如开关三极管、双向可控硅等半导体组件)的开关特性,达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的,因此又被称为“无触点开关”。相对于以往的“线圈—簧片触点式”继电器(ElectromechanicalRelay,EMR)SSR没有任何可动的机械零件,工作中也没有任何机械动作,具有超越EMR的优势,如反应快、可靠度高、寿命长(SSR的开关次数可达108"109次,比一般EMR106高出百倍)、无动作噪声、耐震、耐机械冲击、具有良好的防潮防霉防腐特性。这些特点使SSR在军事、化工、和各种工业民用电控设备中均有广泛应用。米博固态继电器的控制信号所需的功率极低,因此可以用弱信号控制强电流。同时交流型的SSR采用过零触发技术,使SSR可以安全地用在计算机输出接口,不会像EMR那样产生一系列对计算机的干扰,甚至会导致严重当机。比较常用的是DIP封装的型式。控制电压和负载电压按使用场合可以分成交流和直流两大类,因此会有DC-ACDC-DCAC-ACAC-DC四种型式,它们分别在交流或直流电源上做负载的开关,不能混用.

 

按负载电源的类型不同可将SSR分为交流米博固态继电器(ACSSR)和直流米博固态继电器(DCSSR)ACSSR是以双向晶闸管作为开关器件,用来接通或断开交流负载电源的米博固态继电器。ACSSR的控制触发方式不同,又可分为过零触发型和随机导通型两种。过零触发型ACSSR是当控制信号输入后,在交流电源经过零电压附近时导通,故干扰很小。随机导通型ACSSR则是在交流电源的任一相位上导通或关断,因此在导通瞬间可能产生较大的干扰。

 

选型使用时应注意事项

 

1、在选用小电流规格印刷电路板使用的米博固态继电器时,因引线端子为高导热材料制成,焊接时应在温度小于250℃、时间小于10S的条件下进行,如考虑周围温度的原因,必要时可考虑降额使用,一般将负载电流控制在额定值的1/2以内使用。

 

2、各种负载浪涌特性对SSR的选择

 

许多被控负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流,由于热量来不及散发,很可能使SSR内部可控硅损坏,所以用户在选用继电器时应对被控负载的浪涌特性进行分析,然后再选择继电器。使继电器在保证稳态工作前提下能够承受这个浪涌电流,选择时可参考表2各种负载时的降额系数(常温下)

 

如所选用的继电器需在工作较频繁、寿命以及可靠性要求较高的场合工作时,则应在表2的基础上再乘以0.6以确保工作可靠。

 

一般在选用时遵循上述原则,在低电压要求信号失真小可选用采用场效应管作输出器件的直流固态继器;如对交流阻性负载和多数感性负载,可选用过零型继电器,这样可延长负载和继电器寿命,也可减小自身的射频干扰。如作为相位输出控制时,应选用随机型米博固态继电器。

 

3、使用环境温度的影响

 

米博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,在安装使用过程中,应保证其有良好的散热条件,额定工作电流在10A以上的产品应配散热器,100A以上的产品应配散热器加风扇强冷。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触,并考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果。

 

如继电器长期工作在高温状态下(40~80)时,用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据,考虑降额使用来保证正常工作。

 

4、过流、过压保护措施

 

在继电器使用时,因过流和负载短路会造成SSR内部输出可控硅永久损坏,可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型(选择继电器应选择产品输出保护,内置压敏电阻吸收回路和RC缓冲器,可吸收浪涌电压和提高dv/dt耐量);也可在继电器输出端并接RC吸收回路和压敏电阻(MOV)来实现输出保护。选用原则是220V选用500V-600V压敏电阻,380V时可选用800V-900V压敏电阻。

 

5、继电器输入回路信号

 

在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时,可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻,以使输入信号不超过其额定参数值。

 

6、在具体使用时,控制信号和负载电源要求稳定,波动不应大于10%,否则应采取稳压措施。

 

7、在安装使用时应远离电磁干扰,射频干扰源,以防继电器误动失控。

 

8、米博固态继电器开路且负载端有电压时,输出端会有一定的漏电流,在使用或设计时应注意。

 

9、米博固态继电器失效更换时,应尽量选用原型号或技术参数完全相同的产品,以便与原应用线路匹配,保证系统的可靠工作。