固體繼電器
固態繼電器是一種無觸點通斷電子開關,它利用電子元件的開關特性,可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的,為四端有源器件,其中兩個端子為輸入控制端,另外兩端為輸出受控端。為實現輸入與輸出之間的電氣隔離,器件中采用了高耐壓的專業光電耦合器。當施加輸入信號后,其主回路呈導通狀態,無信號時呈阻斷狀態。整個器件無可動部件及觸點,可實現相當于常用電磁繼電器一樣的功能。其封裝形式也與傳統電磁繼電器基本相同。它問世于70年代,由于它的無觸點工作特性,使其在許多領域的電控及計算機控制方面得到日益廣范的應用。
主要優點
1、無運動零部件,無機械磨損,無動作噪聲,無機械故障,可靠性高;
2、無燃弧觸點,無觸點間的火花、電弧,無觸點抖動和磨損,對外干擾小;
3、開關速度迅速,動作時間可達10-3S以下;
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;
5、抗沖擊振動性能優良,容易實現“零”壓切換;
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;
7、半導體器件作為開關工作,壽命長;
8、易實現附加功能。
正因為SSR具有上述突出優點,其應用在不斷擴大。
與電磁斷電器相比,SSR有以下弱點:
1、固體“觸點”導通時有一定的壓降,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境溫度,過載能力差,易導致熱損壞;
2、固體“觸點”斷開時存在一定的漏電流,使輸出回路不能真正斷電;
3、易受溫度和幅射影響,參數穩定性能差。由于它對瞬態失誤極敏感,有時要求附加保護器件;
4、一般來說,體積比機電式繼電器大,價格貴,對功率負載,還要加裝散熱片,進一步增加了空間與成本;
5、實現多組和多組轉換較為困難;
6、直流SSR一般分正極和負極輸出端,使用中通用性差;
7、通、斷阻抗比遠小于有觸點開關,抗干擾能力差。
這些弱點的存在,使SSR的應用在一些方面受到限制。因而,SSR和機電繼電器將會較長期共存,互為補充、相互促進、結合發展,兩者將以各自的獨特的優點,在其最適合的領域里得到廣泛的應用。
2、無燃弧觸點,無觸點間的火花、電弧,無觸點抖動和磨損,對外干擾小;
3、開關速度迅速,動作時間可達10-3S以下;
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;
5、抗沖擊振動性能優良,容易實現“零”壓切換;
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;
7、半導體器件作為開關工作,壽命長;
8、易實現附加功能。
正因為SSR具有上述突出優點,其應用在不斷擴大。
與電磁斷電器相比,SSR有以下弱點:
1、固體“觸點”導通時有一定的壓降,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境溫度,過載能力差,易導致熱損壞;
2、固體“觸點”斷開時存在一定的漏電流,使輸出回路不能真正斷電;
3、易受溫度和幅射影響,參數穩定性能差。由于它對瞬態失誤極敏感,有時要求附加保護器件;
4、一般來說,體積比機電式繼電器大,價格貴,對功率負載,還要加裝散熱片,進一步增加了空間與成本;
5、實現多組和多組轉換較為困難;
6、直流SSR一般分正極和負極輸出端,使用中通用性差;
7、通、斷阻抗比遠小于有觸點開關,抗干擾能力差。
這些弱點的存在,使SSR的應用在一些方面受到限制。因而,SSR和機電繼電器將會較長期共存,互為補充、相互促進、結合發展,兩者將以各自的獨特的優點,在其最適合的領域里得到廣泛的應用。
使用中需注意的問題
SSR性能參數測試時應注意以下幾點:
。1)測試直流SSR接通和關斷電壓時,輸入電壓不能長時間處于接通與關斷之間,否則輸出端功耗急劇上升,容易燒壞輸出開關元件。
。2)測試中不要隨意加快動作速率(一般輸入信號的一個周期長應為接通和關斷時間之和的10倍以上),否則因動態開關損耗大無法工作,甚至燒壞輸出開關元件。
(3)測試時,首先要了解輸出電流與殼溫(環境溫度)之間的關系曲線(殼溫上升或不帶散熱器時額定輸出電流會下降),避免過載引起永久性失效。
(4)SSR在關斷狀態下輸出兩端不能實現完全的隔離,存在一定的漏電流,在較高電壓下測試介質耐壓和絕緣電阻在使用時,易發生觸電事故。輸出兩端絕不可測試絕緣電阻或耐壓。
SSR使用中應注意的問題
(1)在實際使用時,必須使產品的實際使用條件完全符合產品各項參數和特性曲線的要求。
。2)SSR受溫度影響較大,使用時要考慮好散熱(一般負載電流>5A時應裝散熱片),當環境溫度高時,SSR的負載能力必然相應下降,因此選用SSR時須留有一定的余量。 請登陸:輸配電設備網 瀏覽更多信息
(3)當繼電器處于導通狀態時,將承受P=V(管壓降)×I(負載)的耗散功率。因此必須根據實際工作環境,合理選用散熱器的尺寸或降低負載電流使用。
(4)SSR不允許過壓過流工作。由于白熾燈、電爐等負載的“冷阻”特性,將導致開通瞬間的浪涌電流(一般為額定負載電流的7倍或更大)。對此類負載,負載能力應留有充分的余量。
。5)在實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關保護,避免因負載短路造成繼電器損壞。
(6)輸入工作電壓的波動系數應保證在5[%]以內。
(7)為了確保繼電器正常工作,環境溫度較低時應適當增大輸入電流,溫度較高時應適當減小輸入電流值。
。8)若輸入電壓過高,接近或超過極限時,可外接限流電阻。
(9)若用IC直接驅動繼電器輸入時,應有足夠的負載能力和盡可能低的“0”電平輸入。
輸出端工作條件:
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。
(1) 峰值電壓選擇:對于不同性質的負載應正確選擇繼電器的最大峰值電壓。
電感負載:應選取線路電壓(有效值)的2-3倍。 請登陸:輸配電設備網 瀏覽更多信息
純電阻負載:應選取線路電壓(有效值)的1.5-2倍。
。2) 輸出端RC浪涌吸收回路:繼電器的內部裝有RC浪涌吸收網絡?筛鶕䦟嶋H需要外接RC吸收網絡。
(3) 電源端使用RC浪涌吸收回路:以消除電網在切換時產生的瞬變電壓對繼電器造成的損壞。
。4) SSR開路時,開路電阻不是無窮大,產生一定的漏電流,設計線路時要注意到。
。1)測試直流SSR接通和關斷電壓時,輸入電壓不能長時間處于接通與關斷之間,否則輸出端功耗急劇上升,容易燒壞輸出開關元件。
。2)測試中不要隨意加快動作速率(一般輸入信號的一個周期長應為接通和關斷時間之和的10倍以上),否則因動態開關損耗大無法工作,甚至燒壞輸出開關元件。
(3)測試時,首先要了解輸出電流與殼溫(環境溫度)之間的關系曲線(殼溫上升或不帶散熱器時額定輸出電流會下降),避免過載引起永久性失效。
(4)SSR在關斷狀態下輸出兩端不能實現完全的隔離,存在一定的漏電流,在較高電壓下測試介質耐壓和絕緣電阻在使用時,易發生觸電事故。輸出兩端絕不可測試絕緣電阻或耐壓。
SSR使用中應注意的問題
(1)在實際使用時,必須使產品的實際使用條件完全符合產品各項參數和特性曲線的要求。
。2)SSR受溫度影響較大,使用時要考慮好散熱(一般負載電流>5A時應裝散熱片),當環境溫度高時,SSR的負載能力必然相應下降,因此選用SSR時須留有一定的余量。 請登陸:輸配電設備網 瀏覽更多信息
(3)當繼電器處于導通狀態時,將承受P=V(管壓降)×I(負載)的耗散功率。因此必須根據實際工作環境,合理選用散熱器的尺寸或降低負載電流使用。
(4)SSR不允許過壓過流工作。由于白熾燈、電爐等負載的“冷阻”特性,將導致開通瞬間的浪涌電流(一般為額定負載電流的7倍或更大)。對此類負載,負載能力應留有充分的余量。
。5)在實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關保護,避免因負載短路造成繼電器損壞。
(6)輸入工作電壓的波動系數應保證在5[%]以內。
(7)為了確保繼電器正常工作,環境溫度較低時應適當增大輸入電流,溫度較高時應適當減小輸入電流值。
。8)若輸入電壓過高,接近或超過極限時,可外接限流電阻。
(9)若用IC直接驅動繼電器輸入時,應有足夠的負載能力和盡可能低的“0”電平輸入。
輸出端工作條件:
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。
(1) 峰值電壓選擇:對于不同性質的負載應正確選擇繼電器的最大峰值電壓。
電感負載:應選取線路電壓(有效值)的2-3倍。 請登陸:輸配電設備網 瀏覽更多信息
純電阻負載:應選取線路電壓(有效值)的1.5-2倍。
。2) 輸出端RC浪涌吸收回路:繼電器的內部裝有RC浪涌吸收網絡?筛鶕䦟嶋H需要外接RC吸收網絡。
(3) 電源端使用RC浪涌吸收回路:以消除電網在切換時產生的瞬變電壓對繼電器造成的損壞。
。4) SSR開路時,開路電阻不是無窮大,產生一定的漏電流,設計線路時要注意到。
工作原理
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。
市場展望
由于壽命長、反應時間快、可靠性高及控制切換功耗低,固體繼電器在全球繼電器市場中的地位越來越突出。固體繼電器制造商也將研發(R&D)的重點放在了可與機電繼電器競爭的型號上。
固態繼電器:機電繼電器可行的替代品
通過降低成本及改進封裝,同時增強功能及性能,固體繼電器可以作為機電繼電器可行的替代品。根據投資發展公司(VDC)提供的數據,固體繼電器(SSR)占有全球繼電器市場10[%]以上的份額。市場調查公司預測,由于機電繼電器與固體繼電器的價格差距縮小,這一份額可能還將大幅提高。盡管機電繼電器仍處于支配地位,但SSR正迅速成為許多應用的首選,特別是通信及微處理器控制應用領域。
由于尺寸小且動作無聲,SSR正在廣泛應用于家電以及工業領域。家電非常普遍的負載電流是0.1A,但僅有少數SSR適于這種應用。因此日本制造商一直在開發更大負載電流的SSR。
夏普(Sharp)公司開發出導通狀態有效電流為0.3A的低成本SSR。Sharp公司推出的PR23MF11NSZ固體繼電器的價格幾乎與機電繼電器相同。這種DIL(數字集成邏輯)產品尺寸為9.7mm×3.5mm,占據的空間比大部分機電繼電器低50[%],且占空度比機電繼電器低75[%],與機電繼電器相比,它的功耗更低,約為0.1W。
通信領域應用的增長,刺激了制造商去開發動作更快、功率更高的小型固體繼電器。日本富士通元件(FujitsuComponent)公司向市場出售了SN系列超瘦型繼電器,共有四個品種:交流輸入、交流輸出、直流輸入及直流輸出,尺寸均為5mm×20mm×17mm。這種產品引出腳兼容,可讓用戶方便地以固體繼電器替代傳統的機電繼電器。
我國繼電器制造商也正在開發引端到引出端與傳統機電繼電器兼容的SSR。有資料預測,由于工作壽命長以及可降低靜電打火風險的無觸點結構,SSR可能成為主流。
固態繼電器:機電繼電器可行的替代品
通過降低成本及改進封裝,同時增強功能及性能,固體繼電器可以作為機電繼電器可行的替代品。根據投資發展公司(VDC)提供的數據,固體繼電器(SSR)占有全球繼電器市場10[%]以上的份額。市場調查公司預測,由于機電繼電器與固體繼電器的價格差距縮小,這一份額可能還將大幅提高。盡管機電繼電器仍處于支配地位,但SSR正迅速成為許多應用的首選,特別是通信及微處理器控制應用領域。
由于尺寸小且動作無聲,SSR正在廣泛應用于家電以及工業領域。家電非常普遍的負載電流是0.1A,但僅有少數SSR適于這種應用。因此日本制造商一直在開發更大負載電流的SSR。
夏普(Sharp)公司開發出導通狀態有效電流為0.3A的低成本SSR。Sharp公司推出的PR23MF11NSZ固體繼電器的價格幾乎與機電繼電器相同。這種DIL(數字集成邏輯)產品尺寸為9.7mm×3.5mm,占據的空間比大部分機電繼電器低50[%],且占空度比機電繼電器低75[%],與機電繼電器相比,它的功耗更低,約為0.1W。
通信領域應用的增長,刺激了制造商去開發動作更快、功率更高的小型固體繼電器。日本富士通元件(FujitsuComponent)公司向市場出售了SN系列超瘦型繼電器,共有四個品種:交流輸入、交流輸出、直流輸入及直流輸出,尺寸均為5mm×20mm×17mm。這種產品引出腳兼容,可讓用戶方便地以固體繼電器替代傳統的機電繼電器。
我國繼電器制造商也正在開發引端到引出端與傳統機電繼電器兼容的SSR。有資料預測,由于工作壽命長以及可降低靜電打火風險的無觸點結構,SSR可能成為主流。
固體繼電器相關產品
鐵路ax型繼電器x8454插座繼電器外罩陜西鴻信鐵路設備有限
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- 產品數量:
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broyce control繼電器
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三相固態繼電器 固態繼電器sgt968360e
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三相固態繼電器 固態繼電器 產品型號參數說明 封裝形式 sgt系列 tyiac輸出10-40a sgth系列 scr輸出 10-120a¥0元/個所在地:福建泉州
福建安溪燦宏電子科技有限公司
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