固态继电器的工作原理

固态继电器及其基本工作原理图详解

1、为了让大家更好的了解固态继电器工作原理，小编特地给出了固态继电器工作原理图，结合固态继电器工作原理图好更加方便直观的为大家讲解固态继电器工作原理。尽管市场上固态继电器型号规格繁多，但固态继电器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。下面通过两个固态继电器工作原理图来说明固态继电器工作原理。

固态继电器原理图一：

2、从DW1、DW2上取出的削顶正弦信号经反相器BG1输出方波再经运算放大器A输出尖峰脉冲信号。尖峰脉冲加 在D3~D6的交流对角线与SCR的控制极和阴极间，D3~D6的直流对角线接在光电耦合器的输出端。当从A、B输入低压小电流信号时，二极管发光，光敏 管导通，于是从A运算放大器中输出的尖峰脉冲触发SCR导通，角载RL得电。A、B无信号输入时，光电耦合器BG2截止，尖峰脉冲通不过而使SCR不能导通。

固态继电器原理图二：

3、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。

固体继电器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控制0.1A直至几百A电流负载，进行无触点接通或分断。固态继电器由三部分组成：输入电路，隔离和输出电路。

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。

扩展资料：

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。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。

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。

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。

固态继电器也称作固态开关.是一种由固态电子组成的新型电子开关器件,集光电藕合,大功率双向晶闸管,及触发电路,阻容吸收回路于一体.用来代替传统的电磁式继电器.实现对单相或者三相电动机的正反转控制,或者其它控制.无触点无动作噪音.开关速度快无火花干扰和可靠性高等优点.
按负载电源的类型不同.固态继电器分交流和直流两种,按触发类型又分为过零触发型