固态继电器工作原理详细介绍
SSR固态继电器以触发形式,可分为零压型(Z)和调相型(P)两种。在输入端施加合适的控制信号VIN时,P型SSR立即导通。当VIN撤销后,负载电流低于双向可控硅维持电流时(交流换向),SSR关断。
Z型SSR内部包括过零检测电路,在施加输入信号VIN时,只有当负载电源电压达到过零区时,SSR才能导通,并有可能造成电源半个周期的最大延时。Z型SSR关断条件同P型,但由于负载工作电流近似正弦波,高次谐波干扰小,所以应用广泛。
有的公司SSR由于采用输出器件不同,有普通型(S,采用双向可控硅元件)和增强型(HS,采用单向可控硅元件)之分。当加有感性负载时,在输入信号截止t1之前,双向可控硅导通,电流滞后电源电压90O(纯感时)。t1时刻,输入控制信号撤销,双向可控硅在小于维持电流时关断(t2),可控硅将承受电压上升率dv/dt很高的反向电压。这个电压将通过双向可控硅内部的结电容,正反馈到栅极。如果超过双向可控硅换向dv/dt指标(典型值10V/s,将引起换向恢复时间长甚至失败。
单向可控硅(增强型SSR)由于处在单极性工作状态,此时只受静态电压上升率所限制(典型值200V/s),因此增强型固态继电器HS系列比普通型SSR的换向dv/dt指标提高了520倍。由于采用两只大功率单向可控硅反并联,改变了电流分配和导热条件,提高了SSR输出功率。
固态继电器的应用
固态继电器是由固态元件组成的无触点开关，具有工作安全可靠、寿命长、无触点、无火花、无污染、高绝缘、高耐压（越过2.5kv）、低触发电流、开关速度快、可与数字电路巨配，以阻燃型环氧树脂为原料，采用灌封技术，使与外界隔离，具有良好的耐压、防潮、防腐、抗震动等性能。固态继电器内部采用电压过零时开启，负载过零时关断的特性，在负载上可以得到一个完整的正弦波形。因此电路的射频干扰很小，可降低感性负载（如风扇、三相电动机等）的反电动势以及驱动阻性负载（如白炽灯、发热丝等）时可显著降低浪涌电流等优点。
S系列固态继电器,HS系列增强型固态继电器、可以广泛用于:计算机外围接口装置,恒温器和电阻炉控制、交流电机控制、中间继电器和电磁阀控制、复印机和全自动洗衣机控制、信号灯交通灯和闪烁器控制、照明和舞台灯光控制、数控机械遥控系统、自动消防和保安系统、大功率可控硅触发和工业自动化装置等。
固态继电器的基本特性
◇输入信号能与计算机终端及数字逻辑电路兼容
◇ 设计余量≥160%表面贴装技术。
◇ 电气开关寿命大于6×107次。
◇ 分过零触发和随机触发两种规格。
◇ 发光二极管指示工作状态。
◇ 内置阻容吸收回路。
◇ 三极可以根据用户要求，增加缺相保护功能。
◇ 工作环境-20℃-80℃。
◇ 动作应答时间ON＜10ms/OFF。
固态继电器的使用注意事项
1. 电阻性负载不能超过额定电流的60%。
2. 电感性或容性负载不能超过额定电流的40%，在控制感性负载时，一定要考虑负载的启动性，尽量选耐电压高的产品，因为感性负载有6倍左右 的反峰值电压。
3. 固态继电器导通时，两端总有压降，会产生焦耳热尤其是大电流工作时更加突出，电流10A时必须加装散热器，电流大于40A时，需加风扇强冷 或水冷。
4. 过流和负载短路可能造成SSR内部可控硅永久性失效，所以必须加装熔断器或空气开关，小容量可选用保险丝。
5. 过压保护可采用并联压敏电阻，根据用户要求也可内置压敏电阻。
固态继电器是半导体器件的组合装置。它具有无触点，寿命长，可靠性高，使用安全，电磁干扰小等优点。
它分为直流固态（输出用MOS管、IGBT等控制）和交流固态（输出用可控硅控制）。
固态继电器的常见问题
一、继电器不断开：
(1) 负载电流大于SSR的额定切换电流，这样会使继电器永久短路，此时应使用额定电流较大的SSR。
(2) 在继电器所处的环境温度下，对于所承受的电流来说如散热不良，会损坏输出半导体器件，此时应使用较大的或更有效的散热片。
(3) 线电压瞬变引起SSR输出部分穿通，此时应使用额定电压较高的SSR或提供额外的瞬态保护电路。
(4) 使用的线电压高于SSR的额定电压。
二、切断输入后SSR才断开：
在SSR应该断开的时候，测量输入电压，如果测得的电压低于必须释放电压，表明断电器的释放电压太低，应更换继电器如果测得的电压高于SSR的必须释放电压，则是SSR输入端前面的线路有问题，必须改正。