单相三相固态继电器工作原理简介

ssr固态继电器工作原理详细介绍
发布者:上海月盛 发布时间:2017-12-10 阅读:8866

固态继电器(Solid State Relays,缩写SSR)是一种无触点电子开关,由分立元器材、膜固定电阻网络和芯片,选用混合技能拼装来完成操控回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电阻隔及信号耦合,由固态器材完成负载的通断切换功用,内部无任何可动部件。



尽管市场上的固态继电类型标准繁复,但它们的作业原理基本上是类似的。主要由输入(操控)电路,驱动电路和输出(负载)电路三有些构成。



  固态继电器的输入电路是为输入操控信号供给一个回路,使之变成固态继电器的触发信号。固态继电器的输入电路多为直流输入也有交流输入,单个的为沟通输入。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操控电流随输入电压呈线性的正向改变。恒流输入电路,在输入电压到达必定值时,电流不再随电压的增加而显着增大,这种继电器可适用于恰当宽的输入电压规模。



  固态继电器的驱动电路能够包含阻隔耦合电路、功用电路和触发电路三有些。阻隔耦合电路,当前多选用光电耦合器和高频变压器两种电路方式。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,是在必定的输入电压下,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二次侧次级。电路可包含检波整流、过零、加快、维护、显现等各种功用电路。触发电路的作用是给输出器材供给触发信号。



  固态继电器的输出电路是在触发信号的操控下,完成固态继电器的通断切换。输出电路主要由输出器材(芯片)和起瞬态按捺作用的吸收回路构成,有时还包含反馈电路。当前,各种固态继电器运用的输出器材主要有晶体三极管(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构成的新式无触点开关,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,到达无触点、无火花、而能接通和断开电路的意图,因而又被称为“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,作业中也没有任何机械动作,具有逾越EMR的优势,如反响快、牢靠度高、寿命长(SSR的开关次数可达108″109次,比通常EMR的106高出百倍)、无动作噪声、耐震、耐机械冲击、具有杰出的防潮防霉防腐特性。这些特色使SSR在军事、化工、和各种工业民用电控设备中均有广泛应用。固态继电器的操控信号所需的功率极低,因而能够用弱信号操控强电流。



  一起沟通型的SSR选用过零触发技能,使SSR能够安全地用在计算机输出接口,不会像EMR那样发生一系列对计算机的搅扰,甚至会致使严峻当机。对比常用的是DIP封装的型式。操控电压和负载电压按运用场合能够分红沟通和直流两大类,因而会有DC-AC、DC-DC、AC-AC、AC-DC四种型式,它们别离在沟通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一样可将SSR分为沟通固态继电器(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材,用来接通或断开沟通负载电源的固态继电器。AC—SSR的操控触发方法不一样,又可分为过零触发型和随机导通型两种。过零触发型AC—SSR是当操控信号输入后,在沟通电源通过零电压邻近时导通,故搅扰很小。随机导通型AC—SSR则是在沟通电源的任一相位上导通或关断,因而在导通瞬间也许发生较大的搅扰。





  1.2 作业原理

  过零触发型AC—SSR为四端器材,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阻隔开,V1构成反相器,R4、R5、V2和晶闸管V3构成过零检查电路,UR为双向整流桥,由V3和UR用以获得使双向晶闸管V4敞开的双向触发脉冲,R3、R7为分流电阻,别离用来维护V3和V4,R8和C构成浪涌吸收网络,以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流,避免对开关电路发生冲击或搅扰。



  要指出的是所谓“过零”并非真的有必要是电源电压波形的零处,而通常是指在10~25V或-(10~25)V区域内进行触发,如图2所示。图中沟通电压分三个区域,Ⅰ区为-10V~+10V规模,称为死区,在此区域中参加输入信号时不能使SSR导通。Ⅱ区为10~25V和-(10~25)V规模,称为响应区,在此区域内只需参加输入信号,SSR当即导通。Ⅲ区为幅值大于25V的规模,称为按捺区在此区域内参加输入信号,SSR的导通被按捺。



  当输入端未加电压信号时,光耦合器的光敏晶体管因未接纳光而截止,V1饱满,V3和V4因无触发电压而截止,此刻SSR封闭。当参加输入信号时,光耦合器中的发光二极管发光,光敏晶体管饱满,使V1截止。此刻若V3两头电压在-(10~25)V或10~25V规模内时,只需恰当挑选分压电阻R4和R5,就可使V2截止,这样使V3触发导通,然后使V 4的操控极上得到从R6→UR→V 3→UR→R7或反方向的触发脉冲,而使V4导通,使负载接通沟通电源。而若沟通电压波形在图2中的Ⅲ区内时,则因V2饱满而按捺V3和V4的导通,而使SSR被按捺,然后完成了过零触发操控,因为10~25V幅值与电源电压幅值比较可近似看作“零”。,因而,通常就将过零电压粗略地定义为0~±25V,即以为在此区域内,只需参加输入信号,过零触发型AC—SSR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饱满,V3截止,但此刻V4仍坚持导通,直到负载电流随电源电压减小到小于双向晶闸管的保持电流时,SSR才转为截止。



  SSR的输出端器材可分为双向晶闸管和两只单向晶闸管反并联方式。若负载为电动机一类的理性负载,则其静态电压上升率dv/dt是一个主要参数。因为态电压上升率(200V/μs)大大高于双向晶闸管的换向目标(10V/μs),因而若选用两只大功率单向晶闸管反并联替代双向晶闸管,一方面可进步输出功率;另一方面也可进步耐浪涌电流的冲击能力,这种SSR称为增强型的SSR。