新型固态继电器的特点和优势

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：固体（态）继电器是采用固体半导体元件组装而成的一种无触点开关。但固体继电器也有不足之处，如漏电流大、接触电压大、触点单一、耐温及过载能力差等。现以JGC-3F型固体继电器为例，其电气参数见表2-3。图2-5和图2-5的结构基本相同，只是元件参数有所不同；图2-5为SSR型固体继电器与外界的接线图。当输入端A、B无电压输入时，运算放大器A的输出脉冲不能送到双向晶闸管V的控制极，V截止，负载脱离电源。

固体（态）继电器（简称SSR）是采用固体半导体元件组装而成的一种无触点开关。

固体继电器具有控制功率小、可靠性高、抗干扰能力强、动作快（响应时间几十μs～10ms）、寿命长（1012～1013次）、耐压高、抗浪涌电流大（6～10Ie）和适用电压范围广（30～220V内任意选择）等优点。

但固体继电器也有不足之处，如漏电流大、接触电压大、触点单一、耐温及过载能力差等。

现以JGC-3F型固体继电器为例，其电气参数见表2-3。

表2-3　JGC-3F型电气参数表

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1.线路之一

SSR型固体继电器线路如图2-5所示。图2-5（a）和图2-5（b）的结构基本相同，只是元件参数有所不同；图2-5（c）为SSR型固体继电器与外界的接线图。

该线路由光电耦合器B、触发电路（由三极管VT、晶闸管V1、二极管VD2～VD5组成）、开关电路（双向晶闸管V2）、吸收电路（电阻R、电容C）和过零控制电路组成，是一个四端器件。

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图2-5　固体继电器线路之一

（a）线路一；（b）线路二；（c）与外界接线图

工作原理：接通电源，当输入端A、B有控制电压（6～30V）输入时，光电耦合器B中的发光二极管发光，光敏三极管导通，即4、5脚导通，三极管VT无基极偏压而截止，晶闸管V1触发导通，于是交流电源经二极管VD2～VD5触发双向晶闸管V2，使其导通，主电路的C端经V2到主电路的E端，把负载接通。当输入端A、B无电压输入时，三极管VT导通，晶闸管V1和双向晶闸管V2均截止，负载脱离电源。

由于双向晶闸管组成的开关电路在一般情况下会随开关过程产生射频干扰，对电网和周围用电器具产生不良影响，为此特别设置了“过零控制电路”，来保证控制电压加上后开关器件两端变化电压过零的瞬间，触发开关器件实现导通。而当断开控制电路后，需待交流电压接近零时，继电器开关器件才截止。

图中RC阻容吸合回路和压敏电阻RV是用来防止从电源中传来的尖峰、浪涌电压对开关器件（双向晶闸管）的冲击和干扰，保护双向晶闸管和防止产生误动作，保证触发信号的有效性。

有时也可不用压敏电阻而只用RC阻容吸收回路。其保护性稍差。

2.线路之二

线路如图2-6所示。该线路的基本结构和工作原理与图2-5相似。该线路中采用运算放大器A作为触发控制电路。

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图2-6　固体继电器线路之二

工作原理：接通电源，交流电压经限流电阻R1加在稳压管VS1、VS2上，产生一个峰-峰值为24V的截顶正弦波电压。该电压经反相器VT整形为方波，然后送到由电阻R4、电容C3和运算放大器A组成的微分器上，由A输出一串正负尖峰的电压信号。当固体继电器输入端A、B有控制电压（6～30V）输入时，光电耦合器B中的发光二极管发光，光敏三极管导通，即4、5脚导通，于是运算放大器A的输出脉冲经二极管VD3～VD6触发双向晶闸管V，使其导通，主电路的C端经V到主电路的E端把负载接通。当输入端A、B无电压输入时，运算放大器A的输出脉冲不能送到双向晶闸管V的控制极，V截止，负载脱离电源。

运算放大器A的正负尖脉冲电压信号是在电源电压过零时产生的，所以是零压开关电路。设置微分器的作用是：①使双向晶闸管在电源正、负半周时都能充分导通（因双向晶闸管有四种工作状态）；②使触发脉冲在电源过零处产生；这样能使双向晶闸管充分导通，管压降尽可能小（管压降小，说明开关性能好），同时可防止产生干扰谐波。如果脉冲在电流过零后产生，则会使双向晶闸管不完全导通，有一较大管压降，而且还会产生干扰谐波。

新型固态继电器的特点和优势

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