一 : 固态继电器的工作原理

固态继电器(SSR)与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。［www.61k.com)SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的点，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。 固体继电器的工作原理

固体继

电器（Solid State Relay SSR)是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的一种新型无触点电子开关器件。它可以实现用微弱的控制信号(几毫安到几十毫安)控制0．1A直至几百A电流负载，进行无触点接通或分断。固体继电器是一种四端器件，两个输入端，两个输出端。输入端接控制信号，输出端与负载、电源串联，SSR实际是一个受控的电力电子开关，其等效电路如图。

由于固体继电器具有高稳定、高可靠、无触点及寿命长等优点，广泛应用在电动机调速、正反转控制、调光、家用电器、烘箱烘道加温控温、送变电电网的建设与改造、电力拖动、印染、塑科加工、煤矿、钢铁、化工和军用等方面。

固体继电器的工作原理

固体继电器与通常的电磁继电器不同：无触点、输入电路与输出电路之间光(电)隔离、由分立元件．半导体微电子电路芯片和电力电子器件组装而成，以阻燃型环氧树脂为原料，采用灌封技术持其封闭在外壳中、使与外界隔离，具有良好的耐压、防腐、防潮抗震动性能。

固体继电器由输入电路、驱动电路和输出电路三部分组成。

这里仅以应用较多的交流过零型固体继电器为例，介绍其工作原理。该电路采用了过零触发技术，具有电压过零时开启，负裁电流过零时关断的特性，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。

固态继电器原理图 固态继电器的工作原理

该 电路由信号输人电路、零电压检测控制电路、工作指示电路、双向晶闸管控制电路和吸收电路几部分组成。（www.61k.com)采用了光电耦合器GD作为输入电路和输出电路之间的隔离元件，VD是防止Vin正负接反烧坏GD。

电路工作过程：当无输入信号时，GD中的光敏三极管裁止，VT1是交流电压零点检测器，通过R3获得基极电流而饱和导通，将VTH的门极箝在低电位而处于关断状态。当有输入信号时，光敏三极管导通，此时VTH的状态由VT1决定，如此电源电压大于过零电压时，分压器R3、R2的分压点P电压大于VBE1，VT1饱和导通，SCR门极因箝位在低电位而截止，TR的门极因没有触发脉冲而处于关断状态。只有当电源电压小于过零电压，P点电压小于VBE1时G1截止，SCR门极获得触发信号而导通。在TR的门极获得触发脉冲，TR就导通．从而接通负载电源。

当输入信号关断后GD中的光敏三极管截止， G1饱和导通使SCR门极箝位在低电位而关断，但是此时TR仍保持导通状态，负载上仍有电流流过，直到负载电流随VAC减小到小于双向晶闸管TR的维持电流后才会自行关断，切断负载电源。

由 于触发信号方式不同，AC—SSR还分为过零型触发(Z型)和非过零型或随机型(P型)触发两种，如图为其工作波形图。可见过零型和非过零型之间的区别主要在于负载交流电流导通的条件。过零型在输入信号Vin施加的t1时刻，由于此时电源电压处在非过零区，其输出端不导通，只有当电源电压到达过零区t2时，输出端负载中才有电流流过。而非过零型在输入信号Vin施加的t1时刻，不管电源电压处在什么状态，负载立刻导通。这两种类型的固体继电器关断条件则相同。

二 : 固态继电器工作原理 固态继电器接线图

谈起固态继电器，大家是不是感觉很陌生呢？实际上，固态继电器在我们的家居装修中发挥着重要的作用。今天小编就带大家来了解一些固态继电器工作原理，并带来几幅固态继电器接线图供参考。

固态继电器工作原理

固态继电器是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。

交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型（简称过零型）和随机导通型（简称随机型）

按输出开关元件分有双向可控硅输出型（普通型）和单向可控硅反并联型（增强型）。

按安装方式分有印刷线路板上用的针插式（自然冷却，不必带散热器）和固定在金属底板上的装置式（靠散热器冷却）。

另外输入端又有宽范围输入（DC3~32V）的恒流源型和串电阻限流型等。

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IN时，P型SSR立即导通。当IN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IN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。

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5~20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。增强型SSR在大功率应用场合，无论是感性负载还是阻性负载，耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性，均超过普通固态继电器。

固态继电器接线图

固态继电器接线图

固态继电器接线图

固态继电器接线图

看完小编对固态继电器的介绍，你是否感觉长了很多知识呢？

三 : 固态继电器特点及工作原理

   固态继电器(Solid State Relays,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。（www.61k.com)尽管市场上的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。

    固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路，使之成为固态继电器的触发信号源。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。

    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。

    固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现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(Thyristor或SCR)、双向可控硅(Triac)、MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。

    固态继电器原理 固态继电器(Solidstate Relay, 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(EleCTRomechanICal Relay, 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EMR的106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。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-AC、DC-DC、AC-AC、AC-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分为交流固态继电器(AC—SSR)和直流固态继电器(DC—SSR)。AC—SSR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固态继电器。AC—SSR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AC—SSR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AC—SSR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。

   固态继电器简介

   一.什么是固态继电器?

    固态继电器(SSR)是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。固态继电器与传统的电磁继电器相比，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的功能。

   二.固态继电器的分类：

    按工作性质分有直流输入-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-直流输出型。

    按安装方式有装置式(面板安装)，线路板安装型。

    按元件分有普通型和增强型。

   三.固态继电器优缺点：

    优点：多数产品具有零电压导通，零电流关断，与逻辑电路兼容(TTL、DTL、HTL)切换速度快、无噪音、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小，能以微小的控制信号直接驱动大电流负载等。

    缺点：存在通态压降，需要散热措施，有输出漏电流，交直流不能通用，触点组数少，成本高。

   四.固态继电器应用领域：

    由于固态继电器的内在特点，自问世以来以进入电磁继电器的大多数领域，在少数领域以完全取而代之。特别是计算机自动控制领域，由于固态继电器的所需驱动功率较底，直接和逻辑电路兼容，不必加中间缓冲器即可直接驱动。目前固态继电器以被广泛应用于工业自动化控制，如电炉加热系统，熟控机械，遥控机械，电机，电磁阀以及信号灯，闪烁器，舞台灯光控制系统，医疗器械，复印机，洗衣机，消防保安系统等等都有大量应用。

   固体继电器

    固态继电器SSR(solid state releys)是一种无触点通断电子开关，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，为四端有源器件，其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端。为实现输入与输出之间的电气隔离，器件中采用了高耐压的专业光电耦合器。当施加输入信号后，其主回路呈导通状态，无信号时呈阻断状态。整个器件无可动部件及触点，可实现相当于常用电磁继电器一样的功能。其封装形式也与传统电磁继电器基本相同。它问世于70年代，由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。

    由于固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件，所以它较之电磁继电器具有工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快和使用方便等一系列优点。因而具有很宽的应用领域，有逐步取代传统电磁继电器之势，并可进一步扩展到传统电磁继电器无法应用的领域。如计算机和可编程控制器的输入输出接口、计算机外围和终端设备、机械控制、过程控制、遥控及保护系统等。在一些要求耐振、耐潮、耐腐蚀、防爆等特殊工作环境中以及要求高可靠的工作场合，SSR都较之传统的电磁继电器有无可比拟的优越性。

    固态继电器有三部分组成:输入电路，隔离(耦合)和输出电路。安输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。SSR按使用场合可以分成交流型和直流型两大类，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用。

   固体继电器的工作原理

    尽管市场上的固体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。

    固体继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路，使之成为固体继电器的触发信号源。固体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。

    固体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。

    固体继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现固体继电器的通断切换。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，各种固体继电器使用的输出器件主要有晶体三极管(Transistor)、单向可控硅(Thyristor或SCR)、双向可控硅(Triac)、MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。

   固体继电器的主要优点是：

    (1)无运动零部件，无机械磨损，无动作噪声，无机械故障，可靠性高;

    (2) 无燃弧触点，无触点间的火花、电弧，无触点抖动和磨损，对外干扰小;

    (3) 开关速度迅速，动作时间可达10-3S以下;

    (4) 灵敏度高，控制功率小，可达10-3以下，能很好地与TTL、CMOS电路兼容;

    (5) 抗冲击振动性能优良，容易实现“零”压切换;

    (6) 一般用绝缘材料灌封成全封闭整体，所以具有良好的防潮、防霉、防腐性能，防爆性能也极佳;

    (7) 半导体器件作为开关工作，寿命长;

    (8) 易实现附加功能。

   固体继电器性能参数测试时应注意以下几点：

    (1)测试直流SSR接通和关断电压时，输入电压不能长时间处于接通与关断之间，否则输出端功耗急剧上升，容易烧坏输出开关元件。

    (2)测试中不要随意加快动作速率(一般输入信号的一个周期长应为接通和关断时间之和的10倍以上),否则因动态开关损耗大无法工作，甚至烧坏输出开关元件。

    (3)测试时，首先要了解输出电流与壳温(环境温度)之间的关系曲线(壳温上升或不带散热器时额定输出电流会下降)，避免过载引起永久性失效。

    (4)SSR在关断状态下输出两端不能实现完全的隔离，存在一定的漏电流,在较高电压下测试介质耐压和绝缘电阻在使用时，易发生触电事故。输出两端绝不可测试绝缘电阻或耐压。

   固体继电器使用中应注意的问题

    (1)在实际使用时，必须使产品的实际使用条件完全符合产品各项参数和特性曲线的要求。

    (2)SSR受温度影响较大，使用时要考虑好散热(一般负载电流>5A时应装散热片)，当环境温度高时，SSR的负载能力必然相应下降，因此选用SSR时须留有一定的余量。

    (3)当继电器处于导通状态时，将承受P=V(管压降)×I(负载)的耗散功率。因此必须根据实际工作环境，合理选用散热器的尺寸或降低负载电流使用。

四 : 固体继电器工作原理图

固体继电器工作原理图 [收藏]

固体继电器（Solid State Relay SSR)是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的一种新型无触点电子开关器件。［www.61k.com]它可以实现用微弱的控制信导(几毫安到几十毫安)控制0．1A直至几百A电流负载，进行无触点接通或分断。固体继电器是一种四端器件，两个输入端，两个输出端。输入端接控制信号，输出端与负载、电源串联，SSR实际是一个受控的电力电子开关。

固体继电器由输入电路、驱动电路和输出电路三部分组成。该电路由信号输人电路、零电压检测控制电路、工作指示电路、双向晶闸管控制电路和吸收电路几部分组成。采用了光电耦合器GD作为输入电路和输出电路之间的隔离元件，VD是防止Vin正负接反烧坏GD。

电路工作过程：当无输入信号时，GD中的光敏三极管裁止，VT1是交流电压零点检测器，通过R3获得基极电流而饱和导通，将VTH

继电器原理图 固体继电器工作原理图

的门极箝在低电位而处于关断状态。[www.61k.com）当有输人信号时，光敏三极管导通，此时VTH的状态由VT1决定，如此电源电压大于过零电压时，分压器R3、R2的分压点

P电压大于VBE1，VT1饱和导通，

SCR门极因箝位在低电位而截止，TR

的门极因没有触发脉冲而处于关断状态。只有当电源电压小于过零电压，P点电压小于VBE1时G1截止，SCR门极获得触发信号而导通。在TR的门极获得触发脉冲，TR就导通．从而接通负载电源。

当输入信号关断后GD中的光敏三极管截止， G1饱和导通使SCR门极箝位在低电位而关断，但是此时TR仍保持导通状态，负载上仍有电流流过，直到负载电流随VAC减小到小于双向晶闸管TR的维持电流后才会自行关断，切断负载电源。

固态继电器应用电路图大全

■应用电路图

1. 与传感器的连接

SSR可直接连接接近开关、光电开关等传感器。

2. 白炽灯的闪烁控制

3.电气炉的温度控制

继电器原理图 固体继电器工作原理图

4. 单相感应电动机的正反运转

注1. SR1、SSR2其中一个为断开侧SSR的LOAD端子间电压， 由于通过 LC

结合， 电压约为电源电压的2倍，

请务必使用具备电源电压2倍以上的输出额定电压的SSR

（例） 电源电压交流100Ｖ的单相感应电动机的正反运转， 应使用有交流2

00Ｖ以上输出电压的SSR

注2. 切换SW1和SW2时， 请务必确保有30ms以上的时滞。［www.61k.com]

5. 三相感应电动机的接通、断开控制

6. 三相电机的正反运转

SSR三相电机正反运转时， 请注意SSR的输入信号。如右上图所示， 同时切换SW1和SW2时， 负载侧发生相间短路， 会损坏SSR 的输出元件。这是由于即使没有至SSR输入端子的输入信号， 输出元件（三端双向可控硅开关） 仍处于导通状态， 直至负载电流为0。因此， 切换SW1和SW2时， 请务必

设定30ms以上的时滞。

另外， 由于至SSR输入电路的干扰等导致的SSR误动作， 也会导致相间短路、SSR损坏。作为此时的对策例， 在电路中接入防止产生短路事故的保护电阻R。对于保护电阻R， 请根据SSR的浪涌接通电流容量确定。例如， G3NA-220B的浪涌接通电流容量为 220Apeak， 因此为R>220V×√2/220A＝1.4Ω。另外，

考虑到电路电流、通电时间等， 请插到消耗功率较小的一侧。

另外， 对于电阻的功率， 请根据P＝I2R×安全率进行计算。

（I＝负载电流、R＝保护电阻、安全率3～5）

继电器原理图 固体继电器工作原理图

7. 变压器负载的冲击电流

变压器负载时的冲击电流，在电抗不运作的2次侧开放状态下为最大。(www.61k.com)另外， 由于其最大电流是电源频率的1/2周， 若不用示波器将很难进行测定。为此， 应测定变压器一次侧的直流电阻， 据此预测冲击电流。

（实际上， 由于固有电抗运作， 其结果比该计算值还少）。

I peak＝V peak/R＝(√2×V)/R

假设在负载电源电压220V 使用一次侧的直流电阻3 欧姆的变压器， 则此时的冲击电流为， I peak＝(1.

414×220)/3＝103.7A

本公司规定SSR的浪涌接通电流容量为非反复（1天1-2次）， 请选择能反复使用具备该I peak的2倍的浪涌接通电流容量的SSR。此时， 请选择具备207.4A以上浪涌接通电流容量、G3□□-220□ 以上的SSR。

另外， 若对此进行逆运算， 即可算出满足SSR的变压器一次侧的直流电阻值。

R＝V peak/I peak＝(√2×V)/I peak

有关变压器一次侧的直流电阻值适用SSR的一览表， 请参考附件。

另外，该一览表表示「满足冲击电流的SSR」，还必须结合「变压器的稳定电流满足各SSR的额定电流」。

〈SSR的额定电流〉

G3□□-240□

下划线2位的数字显示稳定电流。（此时为40A）

仅G3NH时 ： G3NH-□075B=75A、

G3NH-□150B=150A

条件1 ： SSR的环境温度（=柜内温度） 应在各SSR 的额定温度以内。

条件2 ： 应为安装正规散热器的状态。

继电器原理图 固体继电器工作原理图

负载电源电压100V时

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负载电源电压110V时

负载电源电压120V时

继电器原理图 固体继电器工作原理图

负载电源电压200V时

负载电源电压220V时

继电器原理图 固体继电器工作原理图

负载电源电压240V时

负载电源电压400V时

负载电源电压440V时

继电器原理图 固体继电器工作原理图

负载电源电压480V时

8. 变压器的分接头转换

通过SSR切换变压器的分接头时， 请注意感应OFF侧SSR的电压。［www.61k.com)感应电压与卷数（ 分接头电压） 成比例。

下图中，电源电压200V， N1＝100次、N2＝100次，若SSR2置于 ON， 则会在SSR1两端施加电源电压2倍的电压400V， 因此， 对于SSR1， 务必使用400V的SSR。

固体继电器原理图 固体继电器SSR

固体继电器（Solid State Relay SSR)是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的一种新型无触点电子开关器件。它可以实现用微弱的控制信导(几毫安到几十毫安)控制0．1A直至几百A电流负载，进行无触点接通或分断。固体继电器是一种四端器件，两个输入端，两个输出端。输入端接控制信号，输出端与负载、电源串联，SSR实际是一个受控的电力电子开关，其等效电路如图。

继电器原理图 固体继电器工作原理图

由于固体继电器具有高稳定、高可靠、无触点及寿命长等优点，广泛应用在电动机调速、正反转控制、调光、家用电器、烘箱烘道加温控温、送变电电网的建设与改造、电力拖动、印染、塑科加工、煤矿、钢铁、化工和军用等方面。［www.61k.com）

固体继电路工作原理

固体继电器与通常的电磁继电器不同：无触点、输入电路与输出电路之间光(电)隔离、由分立元件．半导体微电子电路芯片和电力电子器件组装而成，以阻燃型环氧树脂为原料，采用灌封技术持其封闭在外壳中、使与外界隔离，具有良好的耐压、防腐、防潮抗震动性能。

固体继电器由输入电路、驱动电路和输出电路三部分组成。

这里仅以应用较多的交流过零型固体继电器为例，介绍其工作原理。该电路采用了过零触发技术，具有电压过零时开启，负裁电流过零时关断的特性，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。

该电路由信号输人电路、零电压检测控制电路、工作指示电路、双向晶闸管控制电路和吸收电路几部分组成。采用了光电耦合器GD作为输入电路和输出电路之间的隔离元件，VD是防止Vin正负接反烧坏GD。

继电器原理图 固体继电器工作原理图

电路工作过程：当无输入信号时，GD中的光敏三极管裁止，VT1是交流电压零点检测器，通过R3获得基极电流而饱和导通，将VTH的门极箝在低电位而处于关断状态。（www.61k.com］当有输人信号时，光敏三极管导通，此时VTH的状态由VT1决定，如此电源电压大于过零电压时，分压器R3、R2的分压点P电压大于VBE1，VT1饱和导通，SCR门极因箝位在低电位而截止，TR的门极因没有触发脉冲而处于关断状态。只有当电源电压小于过零电压，P点电压小于VBE1时G1截止，SCR门极获得触发信号而导通。在TR的门极获得触发脉冲，TR就导通．从而接通负载电源。 当输入信号关断后GD中的光敏三极管截止， G1饱和导通使SCR门极箝位在低电位而关断，但是此时TR仍保持导通状态，负载上仍有电流流过，直到负载电流随VAC减小到小于双向晶闸管TR的维持电流后才会自行关断，切断负载电源。

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由于触发信号方式不同，AC—SSR还分为过零型触发(Z型)和非过零型或随机型(P型)触发两种，如图为其工作波形图。可见过零型和非过零型之间的区别主要在于负载交流电流导通的条件。过零型在输入信号Vin施加的t1时刻，由于此时电源电压处在非过零区，其输出端不导通，只有当电源电压到达过零区t2时，输出端负载中才有电流流过。而非过零型在

接近开关接线图

1）接近开关有两线制和三线制之区别，三线制接近开关又分为NPN型和PNP型，它们的接线是不同的。请见下图所示：

2）两线制接近开关的接线比较简单，接近开关与负载串联后接到电源即可。

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3）三线制接近开关的接线：红（棕）线接电源正端；蓝线接电源0V端；黄（黑）线为信号，应

继电器原理图 固体继电器工作原理图

接负载。(www.61k.com)而负载的另一端是这样接的：对于NPN型接近开关，应接到电源正端；对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。

4）接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块。

5）需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制接近开关的型式选择。PLC数字量输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源0V，电流从输入模块流出（日本模式），此时，一定要选用NPN型接近开关；另一类的公共输入端为电源正端，电流流入输入模块，即阱式输入（欧洲模式），此时，一定要选用PNP型接近开关。千万不要选错了。

6）两线制接近开关受工作条件的限制，导通时开关本身产生一定压降，截止时又有一定的剩余电流流过，选用时应予考虑。三线制接近开关虽多了一根线，但不受剩余电流之类不利因素的困扰，工作更为可靠。

7）有的厂商将接近开关的“常开”和“常闭”信号同时引出，或增加其它功能，此种情况，请按产品说明书具体接线。

槽型光电开关接线

光电开关那个二极管是发光二极管，输出则是光敏三极管，C就是集电极，E则是发射极。

一般三极管作开关使用时，通常都用集电极作输出端。

一般接法：二极管为输入端，E接地，C接负载，负载的另一端需要接正电源。这种接法适用范围比较广。

特殊接法：二极管为输入端，C接电源正，E接负载，负载的另一端需要接地。这种接法只适用于负载等效电阻很小的时候（几十欧姆以内），如果负载等效电阻比较大，可能会引起开关三极管工作点不正常，导致开关工作不可靠。

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五 : 求固态继电器的工作原理及说明？？

求固态继电器的工作原理及说明？？的参考回复

固态继电器

简介

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。

（www.61k.com)

固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接触部件，因此固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外，还具有逻辑电路兼容，耐振耐机械冲击，安装位置无限制，具有良好的防潮防霉防腐蚀性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。固态继电器专用的固态继电器可以具有短路保护，过载保护和过热保护功能，与组合逻辑固化封装就可以实现用户需要的智能模块，直接用于控制系统中。固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口设备、恒温系统、调温、电炉加温控制、电机控制、数控机械，遥控系统、工业自动化装置；信号灯、调光、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机；自动消防，保安系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等，另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。

1、如何选择SSR的型号规格

主要是选取适当的额定电流的固态继电器（SSR）除特别说明以外，整流、可控等功率模块亦然。

根据不同的负载类型来选用SSR的额定电流。阻性负载、感性负载和容性负载在刚起动时瞬时电流较大。即使是纯阻性，由于具有正温度系数，冷态时电阻值较小，因而有较大的起动电流。电炉刚接通时电流为稳定时的1.3—1.4倍。白炽灯接通时电流为稳态10倍。有些金属卤化物灯不但开启时间长达10分钟，而且有高达100倍稳态时的脉冲电流。

异步电动机起动电流为额定值的5—7倍，直流电机起动电流还要大。不但如此，感性负载还具有较高的反电势。这是一个不定值，随L和di/dt的不同而不同。通常为电源电压的1—2倍，这样和电源电压叠加。有高达三倍的电源电压。

容性负载具有更大的危险性，因为起动时，由于电容器两端的电压不能突变，电容器（负载）相当于短路。这种负载在选型时更要特别注意。

需要提别指出的是用户不要将SSR的浪涌电流值作为选择负载起动电流的依据。SSR的浪涌电流值是以晶闸管浪涌电流为标准的。它的前提条件是半个（或一个）电源周波。即10或20ms。而前述启动过程，少则几百毫秒、几分钟，多则高达10分钟。这点务必敬请高度注意。

组成

固态继电器由三部分组成：输入电路，隔离（耦合）和输出电路。

1、输入电路

按输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能，可以方便的与TTL,MOS逻辑电路连接。

对于控制电压固定的控制信号，采用阻性输入电路。控制电流保证在大于5mA。对于大的变化范围的控制信号（如3~32V）则采用恒流电路，保证在整个电压变化范围内电流在大于5mA可靠工作。

2、隔离（耦合）

固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种：光电耦合通常使用光电二极管—光电三极管，光电二极管—双向光控可控硅，光伏电池，实现控制侧与负载侧隔离控制；高频变压器耦合是利用输入的控制信号产生的自激高频信号经耦合到次级，经检波整流，逻辑电路处理形成驱动信号。

3、输出电路

SSR的功率开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换。主要使用有大功率晶体三极管（开关管-Transistor），单向可控硅（Thyristor或SCR），双向可控硅（Triac），功率场效应管（MOSFET），绝缘栅型双极晶体管（IGBT）。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。按负载类型，可分为直流固态继电器和交流固态继电器。直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管，交流输出时通常使用两个可控硅或一个双向可控硅。而交流固态继电器又可分为单相交流固态继电器和三相交流固态继电器。交流固态继电器，按导通与关断的时机，可分为随机型交流固态继电器和过零型交流固态继电器。

如何配用适当的散热器

除了额定电流1—5A直接安装在印刷线路板上的固态继电器以外，其余都应配置适当的散热器，而且SSR底板与散热器之间要涂上导热硅脂，两者紧密接触，用螺丝拧紧。

下面推荐一些规格SSR所用的散热器，给用户做参考。随着使用条件的不同，用户再做适当的调整。

4、如何保护SSR

A、过流保护。SSR是半导体功率器件，对温度变化极为敏感，过流会使SSR损坏，通常使用快速熔断器。但要了解它的保护特性，知道其熔断电流与时间的关系，正确选择与SSR标称电流相适应的快熔。

B、加RC吸收回路。加RC回路不但有防止过电压的作用，而且对改善dv/dt有好处。建议R为20—100Ω，功率为2—5W，C为0.1—0.47uf,耐压为250—630v. SSR标称电流小R取上限100Ω，C取下限0.1uf,反之，R取小值，C取大值。

C、过热保护

SSR过热，特性下降，轻则失控重则造成永久性顺坏，建议在靠近SSR底板处加装温控开关，温控点在75到80℃.

D、在电感负载中串接电感L。在感应负载里，通常因电流变化率di/dt高而使SSR损坏。L电感量多大，这要根据体积大小和成本高低而定。

工作原理

它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。

固态继电器

交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型（简称过零型）和随机导通型（简称随机型）

按输出开关元件分有双向可控硅输出型（普通型）和单向可控硅反并联型（增强型）

按安装方式分有印刷线路板上用的针插式（自然冷却，不必带散热器）和固定在金属底板上的装置式（靠散热器冷却）

另外输入端又有宽范围输入（DC3~32V）的恒流源型和串电阻限流型等。

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IN时，P型SSR立即导通。当IN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IN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。北京灵通电子公司的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5~20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。增强型SSR在大功率应用场合，无论是感性负载还是阻性负载，耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性，均超过普通固态继电器。

如何使用户的驱动电路与SSR的输入特性相匹配

一般来讲，SSR的输入控制电压为3.2—32V。控制电流为5—30mA. 通常1—25A的SSR输入回路不是恒流源电路，输入控制电压为4—16V。控制电流为5—20mA.较大额定电流的SSR输入电路均接有恒流源电路。输入控制电压在3.2—32V均可。在三相电路里，如果用户将三个SSR的输入端串联的话，那么希望提供大于12V的控制电压；如果将三个SSR的输入端并联使用的话，那么驱动电流要保证50mA。单个SSR使用，驱动电流不要设计在4—5mA 的临界状态下至少要大于6mA。

选型方法

1. 在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，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。[1]

2. 各种负载浪涌特性对固态继电器SSR的选择

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，应选用随机型固态继电器。

3. 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，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固态继电器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. 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. 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。

它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。

交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型（简称过零型）和随机导通型（简称随机型）；

按输出开关元件分有双向可控硅输出型（普通型）和单向可控硅反并联型（增强型）；

按安装方式分有印刷线路板上用的针插式（自然冷却，不必带散热器）和固定在金属底板上的装置式（靠散热器冷却）；

另外输入端又有宽范围输入（DC3－32V）的恒流源型和串电阻限流型等。

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。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。增强型SSR在大功率应用场合，无论是感性负载还是阻性负载耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性，均超过普通固态继电器，并达到了进口产品的基本指标，是替代普通固态继电器的更新产品。

编辑本段技术参数

固态继电器的关键技术参数有：

输入电压范围

在环境温度25'c下，固态继电器能够工作的输入电压范围。

输入电流

在输入电压范围内某一特定电压对应的输入电流值。

接通电压

在输入端加该电压或大于该电压值时，输出端确保导通。

关断电压

在输入端加该电压或小于该电压值时，输出端确保关断。

反极性电压

能够加在继电器输入端上，而不应起永久性破坏的最大允许反向电压。

额定输出电流

环境25'C时的最大稳态工作电流。

额定输出电压

能够承受的最大负载工作电压。

输出电压降

当继电器处于导通时，在额定输出电流下测得的输出端电压。

输出漏电流

当继电器处于关断状态施加额定输出电压时，流经负载的电流值。

接通时间

当继电器接通时，加输入电压到接通电压开始至输出达到其电压最终变化的90%为止之间的时间间隔。

关断时间

当继电器关断时，切除输入电压到关断电压开始至输出达到其电压最终变化的10%为止之间的时间间隔。

过零电压

对交流过零型固态继电器，输入端加入额定电压，能使继电器输出端导通的最大起始电压。

最大浪涌电压

继电器能承受的而不致造成永久性损坏的非重复浪涌（或过载）电流。

电器系统峰值

在继电器工作状态继电器输出端能够承受的最大迭加的瞬时峰值击穿电压。

电压指数上升率dv/dt

继电器的输出元件能够承受的不使其导通的电压上升率。

工作温度

继电器按规范安装或不安装散热板时，其正常工作的环境温度范围。

编辑本段固态继电器的优缺点

1、优点

（1）高寿命，高可靠：固态继电器没有机械零部件，由固体器件完成触点功能，由于没有运动的零部件，因此能在高冲击，振动的环境下工作，由于组成固态继电器的元器件的固有特性，决定了固态继电器的寿命长，可靠性高。

固态继电器

（2）灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好：固态继电器的输入电压范围较宽，驱动功率低，可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。

（3）快速转换：固态继电器因为采用固体器件，所以切换速度可从几毫秒至几微妙。

（4）电磁干扰小：固态继电器没有输入“线圈”，没有触点燃弧和回跳，因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关，在零电压处导通，零电流处关断，减少了电流波形的突然中断，从而减少了开关瞬态效应。

2、缺点

（1）导通后的管压降大，可控硅或双向控硅的正向降压可达1~2V，大功率晶体管的饱和压降也在1~2V之间，一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大。

（2）半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现理想的电隔离。

（3）由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。

（4）电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力

固态继电器

也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。

（5）固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过载保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关，温度升高，负载能力将迅速下降。

（6）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。

编辑本段注意事项

1、封装和安装形式

卧式W型、立式L型，体积小适用于印制板直接焊接安装。立式L2型，既能适合于线路板焊接安装，也能适用于线路板上插接安装。在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，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。

K型及F型，适合散热器及仪器底板安装。大功率SSR(K型和F型封装）安装时，应注意散热器接触面应平整，并需涂复导热硅脂（美宝T-50）。安装力矩愈大,接触热阻愈小。大电流引出线，需配冷压焊片，以减少引出线接点电阻。

2、负载与SSR的选择

SSR对一般的负载应是没有问题的，但也必须考虑一些特殊的负载条件，以避免过大的冲击电流和过电压，对器件性能造成不必要的损坏。白炽灯、电炉等类的“冷阻”特性，造成开通瞬间的浪涌电流，超过额定工作电流值数倍。一般普通型SSR，可按电流值的2/3选用。增强型SSR，可按厂商提供的参数选用。在恶劣条件下的工业控制现场，建议留有足够的电压、电流余量。

某些类型的灯，在烧断瞬间会出现低阻抗。气化和放电通道以及容性负载，如切换电容器组或电容器电源，会造成类似短路状态。可在线路中进一步串联电阻或电感，作为限流措施。电机的开启和关闭，也会产生较大的冲击电流和电压。中间继电器、电磁阀吸合不可靠时引起的抖动，以及电容换向式电机换向时，电容电压 和电源电压的叠加会在SSR两端产生二倍电源的浪涌电压。

控制变压器初级时，也应考虑次级线路上的瞬态电压对初级的影响。此外，变压器也有可能因为两个方向电流不对称，造成饱和引起的浪涌电流异常现象。上述情况，使SSR在特殊负载的应用，多少变得有点复杂。可行的办法，就是通过示波器去测量可能引起的浪涌电流和电压，从而选用合适的SSR和保护措施。

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电器；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，应选用随机型固态继电器。

3、过热问题

SSR在导通时，元件将承受P=V（管压降）×I（负载）的耗散功率，其中V有效值和I有效值分别为饱和压降和工作电流的有效值。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，需依据实际工作环境条件，严格参照额定工作电流时允许的外壳温升（75℃），合理选用散热器尺寸或降低电流使用，在安装使用过程中,应保证其有良好的散热条件，否则将因过热引起失控，甚至造成产品损坏。

一般而言，10A以下，可采用散热条件良好的仪器底板，额定工作电流在10A以上的产品应配散热器，30A以下，采用自然风冷，连续负载电流大于30A时，需采用仪器风扇强制风冷，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。

固态继电器发热原因：

固态继电器即在正常工作的时候，在其内部芯片上存在一定的功率损耗，这个损耗功率主要由固态继电器输出电压降与负载电流乘积决定，以发热的形式消耗掉。因此散热的好坏直接影响到固态继电器工作的可靠性，优良的热学设计可避免由于散热不良造成的失败和损坏。

三相固态继电器

4、过流、过压保护

在继电器使用时，因过流和负载短路会造成SSR固态继电器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）；快速熔断器和空气开关，是通用的过电流保护方法。快速熔断器可按额定工作电流的1.2倍选择，一般小容量可选用保险丝。特别注意负载短路，是造成SSR产品损坏的主要原因。

感性及容性负载，除内部RC电路保护外，建议采用压敏电阻并联在输出端，作为组合保护。金属氧化锌压敏电阻（MOV）面积大小决定吸收功率，厚度决定保护电压值。交流220V的SSR，选用MYH12-430V的压敏电阻；380V选用MYH12-750V压敏电阻；较大容量的电机变压器应选用MYH20或MYH2024通流容量大的压敏电阻。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、输入回路

SSR按输入控制方式，可分为电阻型、恒流源和交流输入控制型。目前主要提供的，是供5V TTL电平用电阻输入型。使用其他控制电压时，可相应选用限流电阻。SSR输入属于电流型器件，当输入端光耦可控硅完全导通后（微秒数量级），触发功率可控硅导通。当激励不足或斜波式的触发电压，有可能造成功率可控硅处于临界导通边缘，并造成主负载电流流经触发回路引起的损坏。 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。

例如：基本性能测试电路，输入为可调电压源，测试负载用100W灯泡，输入触发信号应为阶跃逻辑电平，强触发方式。国外厂商提供的器件标准电流为10mA，考虑到全温度工作范围（-40~+70℃），发光效率稳定和抗干扰能力，推荐最佳直流触发工作电流在12~25mA之间。

SSR输入端可并联或串联驱动。串联使用时，一个SSR按4V电压考虑，12V电压可驱动3个SSR。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。

6、干扰

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。SSR产品也是一种干扰源，导通时会通过负载产生辐射或电源线的射频干扰，干扰程度随负载大小而不同。白炽灯电阻类负载产生的干扰较小，零压型在交流电源的过零区（即零电压）附近导通，因此干扰也较小。减少的方法是在负载串联电感线圈。另外，信号线与功率线之间，也应避免交叉干扰。

7、安全及其他

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防止触电。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。

编辑本段应用实例

1、调压应用

SSR，TSR调压型模块，可采用外配模拟量信号来触发模块就可实现线性可调输出电压。例如，PLC或控温仪输出模拟量信号：1-5V，4-20mA的触发系统。国产单相三相可控硅触发板，配合可控硅，也可以外配模拟量信号来调节触发板，触发板再触发模块就可实现线性可调输出电压，控制可控硅导通角，以达到调压之目的。

2、交流调功应用

“交流调功”是一种Z型SSR普遍采用的方法，也能实现PID调节。即在固定周期内，控制交流正弦电流半波个数，达到调功目的。模拟电路常采用电压比较器，将一个固定周期的锯齿电压和来自前级误差电压作比较，输出方波实现调节，如图3所示。在计算机上采用计时算法，产生占空比可调的方波脉冲击来实现。例如日本的SHIMADEW和OMRON公司的SR22、FD20、E5系列智能化控温产品，配合Z型SSR，实现自适应“自动翻转”控制，即通过计算机产生扰动，算出最佳PID控制参数。

3、三相电流控制

HS系列SSR产品，可直接用于三相电机的控制。最简单的方法，是采用2只SSR作电机通断控制，4只SSR作电机换相控制，第三相不控制。

作为电机换向时应注意，由于电机的运动惯性，必须在电机停稳后才能换向，以避免产生类似电机堵转情况，引起的较大冲击电压和电流。在控制电路设计上，要注意任何时刻都不应产生换相SSR同时导通的可能性。上下电时序，应采用先加后断控制电路电源，后加先断电机电源的时序。换向SSR之间，不能简单地采用反相器连接方式，以避免在导通的SSR未关断，另一相SSR导通引起的相间短路事故。此外，电机控制中的保险、缺相和温度继电器，也是保证系统正常工作的保护装置。

术语解释

环境温度范围：

固态继电器正常工作时周围空气温度极限，通常给出工作和贮存两种条件下的温度值，最大温度还受散热器和功率因素的限制。

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介质耐压（单位：V)

固态继电器输入端与输出端，输入端、输出端散热底板之间能承受的最大电压值。注意：不允许测量同一输入（或输出）电路引出端之间的介质耐压，测量之前应先将它们短路。

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绝缘电阻（单位：MΩ）：

固态继电器输入端与输出端，输入端、输出端散热底板之间施加500VDC的电压测量的电阻值。注意：不允许测量同一输入（或输出）电路引出端之间的绝缘电阻，测量之前应先将它们短路。

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电气系统峰值（单位：V）：

在规定的环境条件下，固态继电器输入端开路，在输出端的额定输出电压之上迭加特定波形和能量的电压，试验一分钟。试验后固态继电器仍符合规定。

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关断时间（单位：ms):

从切除常开型固态继电器输入端电压达到保证关断电压开始至输出端电压达到其电压最终变化90%为止的时间间隔。

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导通时间（单位：ms):

从施加于常开型固态继电器输入端电压达到保证接通电压开始到输出端电压达到其电压最终变化的90%为止的时间间隔。

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输出端漏电流（单位：mA):

在输入端没有施加导通控制信号的情况下，流过输出端之间最大（有效值）断态漏电流。通常是指整个温度范围内在最大的输出额定电压下的值。该值主要是输出端缓冲器产生。

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最大通态电压降（单位：V):

在规定的环境温度下，输出端满负载电流跨于输出端两端所呈现的最大（峰值）电压降。

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瞬态过压（单位：PIV):

固态继电器在维持其关断状态的同时，能够承受而不致造成损坏或失误的允许施加电压的最大偏离。超过该瞬态电压可以使固态继电器导通，若满足电流条件则是非破性的。瞬态持续时间一般不做规定，可以在几秒的数量级，受内部偏值网络功耗或电容器额定值的限制。

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最小断态dv/dt（静态）（单位：V/us):

在没有施加导通控制信号时，固体继电器输出端（交流）能够承受不致导通的电压上升率。通常表达为最大额定电压下的最小电压上升率。

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最大重复性导通电压峰值（单位；VRMS）：

在施加导通控制信号半周之后，在每一后续半周即要导通之前，跨于输出端两端所呈现的最大（峰值）断态电压。这一参数对具有或不具有“零导通”特点的固态继电器同样适用。

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最大过零导通电压（单位：VRMS）（也称过零电压）：

在施加导通控制信号之后，在每一后续半周即要导通之前，跨于输出端两端所呈现的最大（峰值）断态电压。

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功耗（在额定电流下）（单位：W）：

主要由于输出半导体有效电压降（功耗）而产生的最大平均功耗。

最大I2t（选择熔丝用）（单位：A2s）：

固态继电器承受最大非重复性脉冲电流的能力，用于熔丝的选择。

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最大过流(单位：A）：

在规定持续时间不允许流过的最大瞬时电流，通常以1秒的有效值来表述。

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最大浪涌电流（非重复性）（单位：A）：

在规定持续时间不允许流过的最大瞬时电流，持续时间的典型值为交流电的一个周期（10ms）通常规定为峰值以及电流对时间的曲线。

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最小负载电流（单位：mA）：

固态继电器执行规定工作所必须的最小负载电流。它一般与最大负载电流一并作为“工作电流范围”列出。

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最大负载电流（单位：A）：

在规定的环境温度下，固态继电器的最大稳态负载电流能力，它还受散热器和环境温度条件的散热限制。

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输出电压范围（单位：V）：

在规定的环境温度下，施加于输出端的电压范围，在该范围固态继电器继续处于关断或切换状态，或换句话说执行规定的状态。线路的频率值或包括在内，或单位指明（交流）。

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最小输入阻抗（单位：Ω）：

在给定电压下的最小阻抗。作为输入电流的替代或补充，它确定输入功率要求。

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反极性电压（仅适用于直流输入）（单位；V）：

在规定的环境温度下，能够加在固态继电器输入端上而不致造成固态继电器永久损坏的最大允许反向电压。该值一般确定为输入电压的上限值。

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输入电流（单位：mA）：

在规定的环境温度下，施加规定的输入电压于固态继电器输入端，流入其输入回路的电流值。

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保证关断电压（单位：V）：

在规定的环境温度下，施加于输入端，当输入在该值或该值之下时能保证输出端处于关断状态的电压。

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保证接通电压（单位：V）：

在规定的环境温度下，施加于输入端，当输入在该值或该值之上时能保证输出端处于导通状态的电压。

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输入电压范围（单位；V）：

在规定的环境温度下，施加在输入端，使输出端维持“导通”状态的电压范围。一 般情况下直流输入有：3-32VDC恒流输入型和3-14VDC、10-40VDC阻性输入型。交流输入有：90-280VAC输入型。输入电压的下限即为所谓的保证接通电压，输入电压的上限即所谓的反极性电压（仅适用于直流输入）。

编辑本段固态继电器保养方法

1. 在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，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固态继电器SSR的选择

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，应选用随机型固态继电器。

3. 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，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固态继电器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. 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. 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。

本文标题：固态继电器工作原理-固态继电器的工作原理
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