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數(shù)控機床

固態(tài)繼電器介紹及工作原理

星之球激光 來源:電子工程世界2012-10-16 我要評論(0 )   

1.什么是固態(tài) 繼電器 ,有什么優(yōu)缺點? 固態(tài)繼電器(亦稱固體繼電器)英文名稱為SolidStateRelay,簡稱SSR。它是用 半導體 器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點作為切換裝置的具有繼電器...

        1.什么是固態(tài)繼電器,有什么優(yōu)缺點?

  固態(tài)繼電器(亦稱固體繼電器)英文名稱為SolidStateRelay,簡稱SSR。它是用半導體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關器件,單相SSR為四端有源器件,其中兩個輸入控制端,兩個輸出端,輸入輸出間為光隔離,輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后,輸出端就能從斷態(tài)轉變成通態(tài)。

  固態(tài)繼電器工作可靠,壽命長,無噪聲,無火花,無電磁干擾,開關速度快,抗干擾能力強,且體積小,耐沖擊,耐振蕩,防爆、防潮、防腐蝕、能與TTL、DTL、HTL等邏輯電路兼容,以微小的控制信號達到直接驅動大電流負載。主要不足是存在通態(tài)壓降(需相應散熱措施),有斷態(tài)漏電流,交直流不能通用,觸點組數(shù)少,另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標差。

 

        2.固態(tài)繼電器可應用于哪些場合?

  固態(tài)繼電器目前已廣泛應用于計算機外圍接口裝置,電爐加熱恒溫系統(tǒng),數(shù)控機械,遙控系統(tǒng)、工業(yè)自動化裝置;信號燈、閃爍器、照明舞臺燈光控制系統(tǒng);儀器儀表醫(yī)療器械、復印機、自動洗衣機;自動消防,保安系統(tǒng),以及作為電網(wǎng)功率因素補償?shù)碾娏﹄娙莸那袚Q開關等等,另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場合中都有大量使用。

 

        3.固態(tài)繼電器可分為哪些類型?

  交流固態(tài)繼電器按開關方式分有電壓過零導通型(簡稱過零型)和隨機導通型(簡稱隨機型);按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)型(增強型);按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式(自然冷卻,不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻);另外輸入端又有寬范圍輸入(DC3-32V)的恒流源型和串電阻限流型等。

 

        4.過零型SSR與隨機型SSR在用途上有什么區(qū)別?

  過零型SSR用作“開關”切換(從“開關”切換功能而言即等同于普通的繼電器或接觸器),我們通常講的固態(tài)繼電器多數(shù)都為過零型(過零型SSR只能“開關”不能“調壓”)。

  隨機型SSR主要用于“斬波調壓”(但隨機型SSR的控制信號必須為與電網(wǎng)同步且上升沿可在0°-180°范圍內改變的方波信號時才能實現(xiàn)調壓,單一電壓信號或0-5V的模擬信號并不能使其調壓,從“調壓”功能的角度講隨機型SSR完全不同于普通的繼電器或接觸器)。有一點必須強調,各類調壓模塊或固態(tài)繼電器內部作為輸出觸點的器件均為可控硅,且都是依靠改變可控硅導通角來達到“調壓”的目的,故輸出的電壓波形均為“缺角”的正弦波(不同于自耦調壓器輸出的完整正弦波),因此存在高次諧波,有一定噪音,電網(wǎng)有一定“污染”(國內外同類產(chǎn)品均相同,這是由斬波調壓原理決定的)。#p#分頁標題#e#

  固態(tài)繼電器的分類與工作原理

  固態(tài)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(wǎng)絡和芯片,采用混合工藝組裝來實現(xiàn)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(tài)器件實現(xiàn)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(tài)繼電器型號規(guī)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(tài)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(tài)繼電器的觸發(fā)信號源。固態(tài)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(tài)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(fā)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(fā)電路的作用是給輸出器件提供觸發(fā)信號。

  
  固態(tài)繼電器的輸出電路是在觸發(fā)信號的控制下,實現(xiàn)固態(tài)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(tài)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(tài)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(tài)繼電器原理固態(tài)繼電器(SolidstateRelay,SSR)是一種由固態(tài)電子組件組成的新型無觸點開關,利用電子組件(如開關三極管、雙向可控硅等半導體組件)的開關特性,達到無觸點、無火花、而能接通和斷開電路的目的,因此又被稱為“無觸點開關”。相對于以往的“線圈—簧片觸點式”繼電器(ElectromechanicalRelay,EMR),SSR沒有任何可動的機械零件,工作中也沒有任何機械動作,具有超越EMR的優(yōu)勢,如反應快、可靠度高、壽命長(SSR的開關次數(shù)可達108"109次,比一般EMR的106高出百倍)、無動作噪聲、耐震、耐機械沖擊、具有良好的防潮防霉防腐特性。這些特點使SSR在軍事、化工、和各種工業(yè)民用電控設備中均有廣泛應用。

 

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