固體繼電器(SSR)是繼電器技術(shù)發(fā)展的一大趨勢,也是近幾年市場(chǎng)需求增長(cháng)最快的繼電器,在全球繼電器中的比例約為8%。據預測,2001-2004年世界固體繼電器年均增長(cháng)率約為8.4%。受測試設備、工業(yè)控制系統及PC應用的刺激,2003年對工業(yè)用SSR的需求增長(cháng)兩倍左右。通訊、微處理器控制及安全設備用的SSR需求增長(cháng)20%以上。據Frost & Sullivan報告,有從機電繼電器轉向較貴的固體繼電器趨勢! 」腆w繼電器的主要優(yōu)點(diǎn)是:£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。1) 無(wú)運動(dòng)零部件,無(wú)機械磨損,無(wú)動(dòng)作噪聲,無(wú)機械故障,可靠性高;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。2) 無(wú)燃弧觸點(diǎn),無(wú)觸點(diǎn)間的火花、電弧,無(wú)觸點(diǎn)抖動(dòng)和磨損,對外干擾;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。3) 開(kāi)關(guān)速度迅速,動(dòng)作時(shí)間可達10-3S以下;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。4) 靈敏度高,控制功率小,可達10-3以下,能很好地與TTL、CMOS電路兼容;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。5) 抗沖擊振動(dòng)性能優(yōu)良,容易實(shí)現“零”壓切換;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。6) 一般用絕緣材料灌封成全封閉整體,所以具有良好的防潮、防霉、防腐性能,防爆性能也極佳;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。7) 半導體器件作為開(kāi)關(guān)工作,壽命長(cháng);£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。8) 易實(shí)現附加功能。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
正因為SSR具有上述突出優(yōu)點(diǎn),其應用在不斷擴大。 來(lái)源:
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與電磁斷電器相比,SSR有以下弱點(diǎn):£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。1) 固體“觸點(diǎn)”導通時(shí)有一定的壓降,可達1-2V,消耗一定的功率,直接影響SSR所控制的最大負電流和所允許的最高環(huán)境溫度,過(guò)載能力差,易導致熱損壞;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。2) 固體“觸點(diǎn)”斷開(kāi)時(shí)存在一定的漏電流,使輸出回路不能真正斷電;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。3) 易受溫度和幅射影響,參數穩定性能差。由于它對瞬態(tài)失誤極敏感,有時(shí)要求附加保護器件;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。4) 一般來(lái)說(shuō),體積比機電式繼電器大,價(jià)格貴,對功率負載,還要加裝散熱片,進(jìn)一步增加了空間與成本;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。5) 實(shí)現多組和多組轉換較為困難;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。6) 直流SSR一般分正極和負極輸出端,使用中通用性差;£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。7) 通、斷阻抗比遠小于有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān),抗干擾能力差。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
這些弱點(diǎn)的存在,使SSR的應用在一些方面受到限制。因而,SSR和機電繼電器將會(huì )較長(cháng)期共存,互為補充、相互促進(jìn)、結合發(fā)展,兩者將以各自的獨特的優(yōu)點(diǎn),在其最適合的領(lǐng)域里得到廣泛的應用。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
SSR在美國和日本發(fā)展較快。在美國SSR占其繼電器市場(chǎng)份額達10%以上。而我國僅占繼電器市場(chǎng)1%左右,市場(chǎng)潛力較大。據預測,我國SSR市場(chǎng)將以每年20%的速度遞增,主要在電信、航空電子、數據處理、工業(yè)控制系統、辦公設備、汽車(chē)控制開(kāi)關(guān)和測試設備、儀表等領(lǐng)域應用。 來(lái)源:
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固體繼電器使用中應注意的問(wèn)題£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
SSR性能參數測試時(shí)應注意以下幾點(diǎn):£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。1)測試直流SSR接通和關(guān)斷電壓時(shí),輸入電壓不能長(cháng)時(shí)間處于接通與關(guān)斷之間,否則輸出端功耗急劇上升,容易燒壞輸出開(kāi)關(guān)元件。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。2)測試中不要隨意加快動(dòng)作速率(一般輸入信號的一個(gè)周期長(cháng)應為接通和關(guān)斷時(shí)間之和的10倍以上),否則因動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)損耗大無(wú)法工作,甚至燒壞輸出開(kāi)關(guān)元件。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。3)測試時(shí),首先要了解輸出電流與殼溫(環(huán)境溫度)之間的關(guān)系曲線(xiàn)(殼溫上升或不帶散熱器時(shí)額定輸出電流會(huì )下降),避免過(guò)載引起永久性失效。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。4)SSR在關(guān)斷狀態(tài)下輸出兩端不能實(shí)現完全的隔離,存在一定的漏電流,在較高電壓下測試介質(zhì)耐壓和絕緣電阻在使用時(shí),易發(fā)生觸電事故。輸出兩端絕不可測試絕緣電阻或耐壓。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
SSR使用中應注意的問(wèn)題£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。1)在實(shí)際使用時(shí),必須使產(chǎn)品的實(shí)際使用條件完全符合產(chǎn)品各項參數和特性曲線(xiàn)的要求。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。2)SSR受溫度影響較大,使用時(shí)要考慮好散熱(一般負載電流>5A時(shí)應裝散熱片),當環(huán)境溫度高時(shí),SSR的負載能力必然相應下降,因此選用SSR時(shí)須留有一定的余量。 £±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。3)當繼電器處于導通狀態(tài)時(shí),將承受P=V(管壓降)×I(負載)的耗散功率。因此必須根據實(shí)際工作環(huán)境,合理選用散熱器的尺寸或降低負載電流使用。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。4)SSR不允許過(guò)壓過(guò)流工作。由于白熾燈、電爐等負載的“冷阻”特性,將導致開(kāi)通瞬間的浪涌電流(一般為額定負載電流的7倍或更大)。對此類(lèi)負載,負載能力應留有充分的余量。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。5)在實(shí)際運行中負載短路極易造成繼電器損壞。應采用快速熔斷器和空氣開(kāi)關(guān)保護,避免因負載短路造成繼電器損壞。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。6)輸入工作電壓的波動(dòng)系數應保證在5%以?xún)取?pound;±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。7)為了確保繼電器正常工作,環(huán)境溫度較低時(shí)應適當增大輸入電流,溫度較高時(shí)應適當減小輸入電流值。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。8)若輸入電壓過(guò)高,接近或超過(guò)極限時(shí),可外接限流電阻。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。9)若用IC直接驅動(dòng)繼電器輸入時(shí),應有足夠的負載能力和盡可能低的“0”電平輸入。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
輸出端工作條件:£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
為確保SSR可靠工作,必須正確使用繼電器的最大極限參數和采取必要的保護方法。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。1) 峰值電壓選擇:對于不同性質(zhì)的負載應正確選擇繼電器的最大峰值電壓。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
電感負載:應選取線(xiàn)路電壓(有效值)的2-3倍。 £±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
純電阻負載:應選取線(xiàn)路電壓(有效值)的1.5-2倍。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。2) 輸出端RC浪涌吸收回路:繼電器的內部裝有RC浪涌吸收網(wǎng)絡(luò )?筛鶕䦟(shí)際需要外接RC吸收網(wǎng)絡(luò )。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。3) 電源端使用RC浪涌吸收回路:以消除電網(wǎng)在切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓對繼電器造成的損壞。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。4) SSR開(kāi)路時(shí),開(kāi)路電阻不是無(wú)窮大,產(chǎn)生一定的漏電流,設計線(xiàn)路時(shí)要注意到。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
SSR常見(jiàn)失效及原因分析£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
1、繼電器不斷開(kāi):£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。1) 負載電流大于SSR的額定切換電流,這樣會(huì )使繼電器永久短路,此時(shí)應使用額定電流較大的SSR。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。2) 在繼電器所處的環(huán)境溫度下,對于所承受的電流來(lái)說(shuō)如散熱不良,會(huì )損壞輸出半導體器件,此時(shí)應使用較大的或更有效的散熱片。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。3) 線(xiàn)電壓瞬變引起SSR輸出部分穿通,此時(shí)應使用額定電壓較高的SSR或提供額外的瞬態(tài)保護電路。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。4) 使用的線(xiàn)電壓高于SSR的額定電壓。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
2、切斷輸入后SSR才斷開(kāi):£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
在SSR應該斷開(kāi)的時(shí)候,測量輸入電壓,如果測得的電壓低于必須釋放電壓,表明斷電器的釋放電壓太低,應更換繼電器如果測得的電壓高于SSR的必須釋放電壓,則是SSR輸入端前面的線(xiàn)路有問(wèn)題,必須改正。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
3、繼電器不導通£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。1) 在繼電器應該導通時(shí),測量輸入電壓,如果該電壓低于必須動(dòng)作電壓,表明SSR輸入端前面的線(xiàn)路有問(wèn)題;如果輸入電壓高于必須動(dòng)作電壓,查對電源極性并在必要時(shí)加以更正。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。2) 測量SSR的輸入電流,如無(wú)電流,則系SSR開(kāi)路,該繼電器有故障;如果有電流,但低于繼電器的動(dòng)作值,是SSR前面的線(xiàn)路有問(wèn)題,必須改正。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。3) 檢查SSR的輸入部分,測量SSR輸出兩端的電壓,如果電壓低于1V,表明繼電器以外的線(xiàn)路或負載開(kāi)路并應進(jìn)行修理;如果存在線(xiàn)電壓,則可能是負載短路,使電流過(guò)大引起繼電器失效。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
繼電器工作不規則£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。1) 檢查所有接線(xiàn)是否正確、連接不牢或不正確產(chǎn)生的故障。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。2) 檢查輸入和輸出的引線(xiàn)是否在一起。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
。3) 對于非常靈敏的SSR,噪聲也能耦合到輸入端而引起不規則導通。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
交流電動(dòng)機或螺線(xiàn)管負載造成顫動(dòng)£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
由于交變的dv/dt問(wèn)題,SSR可以有半周波動(dòng),此時(shí),采用緩沖器是有幫助的。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
固體繼電器技術(shù)發(fā)展趨勢£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2
SSR一般由三個(gè)部分組成:輸入(控制電路)部分、隔離(或耦合)部分和輸出(或負載電路)部分。與機電繼電器相比,耦合部分是固態(tài)繼電器關(guān)鍵之一。按隔離形式SSR分為光隔離型與磁隔離型。£±e^9cOHxbbs.iacmall.comæ¬0à6;2