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固態繼電器的分類與工作原理

發表時間:18-07-23

  固態繼電器(SolidStateRelays,縮寫SSR)是一種無觸點電子開關,由分立元器件、膜固定電阻網絡和芯片,采用混合工藝組裝來實現控制回路(輸入電路)與負載回路(輸出電路)的電隔離及信號耦合,由固態器件實現負載的通斷切換功能,內部無任何可動部件。盡管市場上的固態繼電器型號規格繁多,但它們的工作原理基本上是相似的。主要由輸入(控制)電路,驅動電路和輸出(負載)電路三部分組成。

  固態繼電器的輸入電路是為輸入控制信號提供一個回路,使之成為固態繼電器的觸發信號源。固態繼電器的輸入電路多為直流輸入,個別的為交流輸入。直流輸入電路又分為阻性輸入和恒流輸入。阻性輸入電路的輸入控制電流隨輸入電壓呈線性的正向變化。恒流輸入電路,在輸入電壓達到一定值時,電流不再隨電壓的升高而明顯增大,這種繼電器可適用于相當寬的輸入電壓范圍。

  固態繼電器的驅動電路可以包括隔離耦合電路、功能電路和觸發電路三部分。隔離耦合電路,目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光-三極管、光-雙向可控硅、光-二極管陣列(光-伏)等。高頻變壓器耦合,是在一定的輸入電壓下,形成約10MHz的自激振蕩,通過變壓器磁芯將高頻信號傳遞到變壓器次級。功能電路可包括檢波整流、過零、加速、保護、顯示等各種功能電路。觸發電路的作用是給輸出器件提供觸發信號。

  固態繼電器的輸出電路是在觸發信號的控制下,實現固態繼電器的通斷切換。輸出電路主要由輸出器件(芯片)和起瞬態抑制作用的吸收回路組成,有時還包括反饋電路。目前,各種固態繼電器使用的輸出器件主要有晶體三極管(Transistor)、單向可控硅(Thyristor或SCR)、雙向可控硅(Triac)、MOS場效應管(MOSFET)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等。

  固態繼電器優缺點:

  優點:多數產品具有零電壓導通,零電流關斷,與邏輯電路兼容(TTL、DTL、HTL)切換速度快、無噪音、耐腐蝕、抗干擾、壽命長、體積小,能以微小的控制信號直接驅動大電流負載等。

  缺點:存在通態壓降,需要散熱措施,有輸出漏電流,交直流不能通用,觸點組數少,成本高。




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