固態(tài)繼電器選型

1、固態(tài)繼電器選型 固態(tài)繼電器原理與應(yīng)用 固態(tài)繼電器的電氣特性 固態(tài)繼電器的命名選型 固態(tài)繼電器的合理選型 固態(tài)繼電器的散熱單元 固態(tài)繼電器外形尺寸圖 固態(tài)繼電器原理與應(yīng)用交流固態(tài)繼電器SSR（Solid state releys）是一種無觸點(diǎn)通斷電子開關(guān)，為四端有源器件。其中兩個(gè)端子為輸入 控制端，另外兩端為輸岀受控端，中間采用光電隔離，作為輸入輸岀之間電氣隔離（浮空）。在輸入端加上直流或脈沖信號(hào)，輸岀端就能從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)（無信號(hào)時(shí)呈阻斷狀態(tài)）,從而控制較大負(fù)載。整個(gè)器件無可動(dòng)部件及觸點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于常用的機(jī)械式電磁繼電器一樣的功能。由于固態(tài)繼電器是由固體元件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)元件，所以

2、與電磁繼電器相比具有工作可靠、壽命長，對(duì)外界干擾小，能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強(qiáng)、開關(guān)速度快和使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而具有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域固態(tài)繼電器的電氣特性有逐步取代傳統(tǒng)電磁繼電器之勢(shì) ，并可進(jìn)一步擴(kuò)展到傳統(tǒng)電磁繼電器無法應(yīng)用的計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。1.浪涌電流（電網(wǎng)一周）700% 輸出通態(tài)壓降1.5V2.普通型SSR靜態(tài)電壓上升率3.普通型SSR換向電壓上升率4.增強(qiáng)型SSR靜態(tài)電壓上升率dvs/dt 100v/us絕緣電阻（輸入、輸出及外殼dvs/dt 10v/us絕緣電壓（輸入，輸出及外殼）dvs/dt 100v/us 使用溫度范圍一40 C- + 80 C)100MQ2000VAC5.增強(qiáng)

3、型SSR換向電壓上升率dvs/dt 100v/us過零型SSR開啟最大延時(shí) 10ms6.漏電流7.過零型（無RC吸收回路）SSR過零區(qū)域15V小于1mA SSR關(guān)斷最大延時(shí) 10mA電網(wǎng)頻率 50HZ60HZl電網(wǎng)頻率:SSR應(yīng)用于50HZ或60HZ的工頻電網(wǎng)上，不宜低頻或高次諧波分量大的場(chǎng)合，如變頻器輸出端有多組負(fù) 載需要分別切換，采用 SSR作為開關(guān)則可能由于高次諧波使其不能可靠關(guān)斷，并且高次諧波還可能使SSR內(nèi)部的RC吸收回路因過熱而爆炸。 固態(tài)繼電器的命名選型 l固態(tài)繼電器的命名方法：k 11一口口ri-置孌片式ILJWKFJG） 絞著貳M過畧吐型機(jī)妙$ llOAD tSOVACl2.

4、固態(tài)繼電器選型表固態(tài)繼電器選型表 一型號(hào)及外形電壓等級(jí)插針式電電流等級(jí)220VAC 輸入 4-32VDC380VAC輸入4-32VDC路板焊接過零型隨機(jī)型過零型隨機(jī)型1A201Z201P301Z301PW丄，2A202Z202P302Z302P3A203Z203P303Z303P4A204Z204P304Z304P普插針安裝5A205Z205P305Z305P通式6A206Z206P306Z306P型W丄，8A208Z208P308Z308P10A210Z210P310Z310P(S)15A215Z215P315Z315P25A225Z225P325Z325P長方形安40A240Z240P34

5、0Z340P裝式K,F50A250Z250P340Z350P60A260Z260P360Z360P80A280Z280P380Z380P100A2100Z2100P3100Z3100P固態(tài)繼電器選型表二型號(hào)及外形電壓等級(jí)電流等級(jí)220VAC 輸入 4-32VDC380VAC 輸入 4 - 32VDC長方形安裝過零型隨機(jī)型過零型隨機(jī)型15A215Z215P315Z315P增30A230Z230P330Z330PK,F45A245Z245P345Z345P強(qiáng)60A260Z260P360Z360P型75A275Z275P375Z375P90A290Z290P390Z390P(H)長方形安100A21

6、00Z2100P3100Z3100P裝120A2120Z2120P3120Z3120P150A2150Z2150P3150Z3150PK,F200A2200Z2200P3200Z3200P240A2240Z2240P3240Z3240P300A2300Z2300P3300Z3300P350A2350Z2350P3350Z3350P400A2400Z2400P3400Z3400P長方形安裝式K,F450A24502450P3450Z3450P600A2600Z2600P3600Z3600P800A2800Z2800P3800Z3800P1000A21000Z21000P31000Z31000P固

7、態(tài)繼電器的合理選擇在使用中流過繼電器輸岀端的穩(wěn)態(tài)電流不得超過額定輸岀電流，可能岀現(xiàn)的浪涌電流不得超過繼電器的過 載能力。幾乎所有的負(fù)載工作時(shí)都有浪涌電流，如電熱元件，盡管它時(shí)純電阻性負(fù)載，具有正穩(wěn)定系數(shù)，低溫時(shí)電 阻較小，因而啟動(dòng)時(shí)電流就較大。下表給岀考慮繼電器過載能力和負(fù)載浪涌電流后，常溫下各種負(fù)載的穩(wěn)壓電流對(duì)固態(tài)繼電器額定輸岀電流 的降額系數(shù)推薦（專家經(jīng)典系數(shù)）負(fù)載類型電阻電熱白熾燈交流電磁鐵變壓器單相電機(jī)三相電機(jī)電力補(bǔ)償（電容投切）SSR電流等級(jí)2倍2. 5倍4倍4倍4倍6-7倍6 - 7倍5倍表中單相，三相電機(jī)降額系數(shù)的較小值，對(duì)應(yīng)著大慣性負(fù)載，當(dāng)繼電器處于頻繁操作和要求長壽命，高可靠

8、的應(yīng)用場(chǎng)合，還應(yīng)對(duì)表中的降額系再乘以0。6,繼電器的負(fù)載控制電流也不應(yīng)低于繼電器的最小輸岀電流否則繼電器會(huì)不接通或不正常輸岀， 所以只能用繼電器適用的輸岀電壓，輸岀電流測(cè)試電流測(cè)試固態(tài)繼電器的接通和關(guān)斷。l輸出電壓負(fù)載電源的電壓不能超過繼電器的額定輸岀電壓，也不能低于規(guī)定的最小輸岀電壓。在使用中，單相，三 相電機(jī)負(fù)載或這些負(fù)載電路上電時(shí)繼電器輸岀端都可能要承受兩倍或高于兩倍的電源電壓峰值的電壓選取 繼電器時(shí)要給予充分的考慮。l輸入特性輸入的控制電壓3- 32V較寬的電壓，直流、交流單相固態(tài)繼電器的輸入電流一般在10mA左右。三相固態(tài)繼電器的輸入電流一般在 30mA左右（可以定制在15mA以下）

9、交流固態(tài)繼電器的控制操作頻率一般不 超過10HZ，直流固態(tài)繼電器控制信號(hào)周期應(yīng)大于繼電器接通，關(guān)斷時(shí)間之和的五倍固態(tài)繼電器的負(fù)載能力同環(huán)境溫度相關(guān)。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，SSR的負(fù)載能力隨之下降，同時(shí)，選擇SSR的額定電流，要留有充分的余量，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，更須注意這一點(diǎn)。I注意事項(xiàng)安全操作；維修人員必須首先切端電源，才能檢查輸出線路，尤其對(duì)KR系列調(diào)壓模塊和 KL半波調(diào)壓模塊。，因輸入。輸岀端沒有隔離，輸入端帶電的.1. 額定電流的選擇：由于晶閘管模塊的過載能力比一般電磁元件小，為提高長期工作可靠性，合理的留有電流余量是必要地， 對(duì)于一般負(fù)載（電阻型）額定有效值工作電流可按表稱值地60%來選擇

10、，但必須考慮一些特殊負(fù)載條件，以避免過大的沖擊電流和過電壓對(duì)器件性能造成不必要的損害。白熾燈，電爐等類的冷阻”特性造成開通瞬間的浪涌電流超過額定工作電源的數(shù)倍。某些類型的燈在燒斷瞬間會(huì)岀現(xiàn)低阻抗，氣體和放電通道以及容性負(fù)載和切換電容器造成瞬間短路，可在線路中進(jìn)一步串連電阻或電感作為限流措施， 馬達(dá)的開啟，堵轉(zhuǎn)，關(guān)閉等也會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流和電壓，中間繼電器，電磁閥吸合不可靠時(shí)引起抖動(dòng)，以及電容換相電機(jī)，換相時(shí)電容充電電壓和輸入電源的疊加會(huì)在SSR兩端造成二倍高電壓，例如：SSR用于電力電容器投切控制的規(guī)則是：（1 ）電感限流：（2）投切前、放電電容的殘余電壓，此時(shí)，變壓器的 次級(jí)負(fù)載不能開路，

11、三相負(fù)載要平衡，調(diào)壓電路采用緩啟動(dòng)和緩關(guān)斷，能避免電源合閘或斷電引起的瞬間 浪涌電壓，浪涌電流異常。SSR用于電磁閥和中間繼電器，正常負(fù)載工作電流很小，一般選用小功率SSR,又因負(fù)載為電感，可靠性較低。國內(nèi)，國外設(shè)備上，大都在線圈間 并聯(lián)一只功率電阻，提高了 SSR的開通率和吸收斷開瞬間浪涌電 壓。通態(tài)時(shí)損耗是SSR發(fā)熱的最主要的原因，此時(shí)，元件承受的熱耗散功率是：P耗=V飽和壓降有效值工作電流，例如當(dāng)通過100A工作電流是，晶閘管通態(tài)有效壓降一般小于1.5V耗散時(shí)約150W.SSR工作結(jié)溫度不得超過125 C,相對(duì)底板（殼溫）的溫升，一般不超過80 C這時(shí)須根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境條件，合理選用散熱

12、器尺寸，應(yīng)避免因過熱引起的失控（常通），甚至造成產(chǎn)品損失。否則應(yīng)降低工作電流使用，器件才 可靠，連續(xù)負(fù)載電流小于 5A的固態(tài)繼電器可選擇線路板安裝型大功率10A以下的固態(tài)繼電器安裝時(shí)可采用散熱條件良好儀器底板，10A及10A以上的固態(tài)繼電器需配散熱器，固態(tài)繼電器與散熱器安裝面須涂一 層導(dǎo)熱硅脂或加墊導(dǎo)熱模，當(dāng)固態(tài)繼電器連續(xù)使用在30A以下時(shí)可采用自然風(fēng)冷，連續(xù)工作電流超過30A時(shí)，需采用強(qiáng)制分冷。安裝方式散熱器加工平面要求平整無毛刺，大功率繼電器底板和散熱器接觸面間應(yīng)均勻涂抹導(dǎo)熱硅脂或加墊導(dǎo)熱模， 用標(biāo)準(zhǔn)螺絲將繼電器和散熱器堅(jiān)固。按照配電柜電器安全標(biāo)準(zhǔn)，散熱器不推薦接地，以避免短路產(chǎn)生的高 能

13、量對(duì)地電弧，安裝方法是垂直安裝在通風(fēng)條件良好的機(jī)箱上，并應(yīng)注意充分利用空氣對(duì)流的散熱條件。電力導(dǎo)線截面積可按4 - 8A/平方毫米選擇，接線一般采用軟導(dǎo)線過渡，引岀應(yīng)有支撐，避免斷子受力折斷， 高溫高熱環(huán)境，結(jié)合部還應(yīng)涂導(dǎo)電搞，以降低發(fā)熱，防潮及放電化學(xué)腐蝕。對(duì)KR,KL系列固態(tài)調(diào)壓模塊外接的電位器因直接帶電，請(qǐng)注意絕緣和安全。INrtl-WDC5-2tknA+SSRSSR的輸入屬于電流型，當(dāng)輸入端光耦，晶閘管充分導(dǎo)通后（微秒級(jí)）觸發(fā)功率晶閘管導(dǎo)通觸發(fā)信號(hào)應(yīng)階 躍：邏輯電平、強(qiáng)觸發(fā)方式。因激勵(lì)不足或上升沿不陡的觸發(fā)，可能造成功率晶閘管處于臨界導(dǎo)通邊緣。并造成主負(fù)載電流流經(jīng)觸發(fā)光耦晶閘管引起損壞

14、。一般輸入為 10AmA 考慮。全溫度工作范圍（40C 70C ）發(fā)光管的壽命和抗干擾，感性負(fù)載等，最佳觸發(fā)工作電流推薦在12mA-20mA 范圍。當(dāng)輸入電流超過 50mA 后長期工作將減少輸入發(fā)光管的壽命。甚至損壞。 參照基本性能測(cè)試電路圖、輸入為直流可調(diào)電壓，測(cè)試負(fù)載使用 100W 燈泡，即可測(cè)試一下靈敏度，輸出 管壓降，用示波器測(cè)量過零的死區(qū)等特性。通?？刂苹芈芳由想妷汉?，可先測(cè)試一下驅(qū)動(dòng)電路電流，無誤 后加負(fù)載電源。SSR 按輸入方式可分為標(biāo)準(zhǔn)的 TTL 電平輸入型。直流恒流輸入，交流輸入型，標(biāo)準(zhǔn)TTL 輸入 SSR 可按 412V， 12mA 驅(qū)動(dòng)電平考慮，其輸入端可并聯(lián)或串連驅(qū)動(dòng)串

15、連使用是 12V-15V 電壓可驅(qū)動(dòng)三支輸入端串 的SSR。當(dāng)單支使用時(shí)由于產(chǎn)品已在設(shè)計(jì)時(shí)采用了恒流措施，當(dāng)輸入范圍為直流3 32V時(shí)單相SSR其輸入電流小于30mA三相SSR其輸入電流小于50mA若另有要求訂貨時(shí)聲明輸入條件。l RC 吸收回路與截止態(tài)漏電流ACSSR產(chǎn)品內(nèi)部一般裝有 RC吸收回路，主要作用是浪涌電壓吸收和提高SSR的電壓上升dv/dt的指標(biāo)，但這會(huì)增加截止態(tài)的漏電流，在小電流負(fù)載情況下。會(huì)使高靈敏負(fù)載（電磁閥）誤動(dòng)作?？稍谪?fù)載兩端并 接分流電阻減少影響。用于大功率擴(kuò)展型，則無需 RC 回路，這是由于電源上電時(shí)，回路的充放電對(duì)后級(jí) 會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。而當(dāng)后級(jí)晶閘管升溫后。觸發(fā)靈敏

16、度提高，由于前級(jí)的RC 漏電流也會(huì)造成誤觸發(fā)。由于體積受到限制。RC吸收回路的數(shù)值為0。01 0。47uf和180Q，這在絕大多數(shù)的純阻負(fù)載中時(shí)適合的。但 在感性負(fù)載，特別是用于 380V工作的調(diào)壓變壓器，還可以在 SSR后加加先斷電機(jī)電源的序列，電機(jī)控制 中的保險(xiǎn)，缺相檢測(cè)和溫度繼電器也是保證系統(tǒng)正常工作的護(hù)裝置，兩輸出端再并聯(lián)RC 吸收回路以保護(hù)SSR,經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為0.22-0.47uf和20-40W1 .有些用戶入負(fù)載功率?。ㄈ缰虚g繼電器，接觸器線圈，電磁吸 鐵位微功率電機(jī)等）可定制漏電電流小于 1mA 的固態(tài)繼電器。l 干擾問題交流 SSR 的負(fù)載電流不屬于標(biāo)準(zhǔn)正 波，也是一種干擾源導(dǎo)通

17、時(shí)會(huì)通過電源線產(chǎn)生射頻干擾，干擾程度； 隨負(fù)載大小而不同，零壓型是交流電源的過零區(qū)（既零電壓）附近導(dǎo)通。因干擾也較小。減小的方法是在 負(fù)載回路中串連電感線圈。如舞臺(tái)燈光的應(yīng)用。另外信號(hào)線與動(dòng)力線之間也應(yīng)避免交叉干擾。大功率變頻 調(diào)速器造成的電源污染也可能會(huì)使SSR誤動(dòng)作。l 過電流保護(hù)和過電壓保護(hù)感性及容性負(fù)載除內(nèi)部或外增的RC電路外，使用壓敏電阻并聯(lián)在輸出端。作為組和保護(hù)。金屬氧化鋅壓敏電阻（MOV ）面積大小決定通流容量，厚度決定保護(hù)電壓值，交流220VAC的SSR選用471 通流容量 1000A 的 MYG10K,430V-480V 的敏電阻， 380V 選用 750V-820V 的壓敏

18、電阻，較大容量的電 機(jī)和變壓器負(fù)載選用通流容量更大的壓敏電阻。（注：由于SSR內(nèi)部的可控硅在負(fù)載短路時(shí)的過流燒毀速度與快速熔斷器速度在同一數(shù)量級(jí)內(nèi)，故快速熔 斷器并不能百分之一百地保護(hù)SSR，選取快速熔斷器的電流等級(jí)的原則為略大于最大負(fù)載電流，而固態(tài)繼電器的電流等級(jí)則盡可能大，這樣快熔就能比較可靠地保護(hù)SSR。電動(dòng)機(jī)、電力補(bǔ)償電容器類負(fù)載因很大的開啟沖擊電流、故宜選取空氣開關(guān)作保護(hù)?？諝忾_關(guān)分 “慢速”和“快速”兩類： “慢速”類主要應(yīng)用于阻性、 其它感性負(fù)載。空氣開關(guān)和保護(hù)速度低于快熔，應(yīng)此在負(fù)載短路時(shí)也不能百分之一百地保護(hù)SSR）l交流SSR對(duì)三相電機(jī)的控制三相電機(jī)的每相的相電流為 1.9

19、A/KW，可按相電流的5- 10倍來選擇SSR,僅作為三相電機(jī)的通斷控制方 案可靠最簡單的方法采用二支 SSR，第三相不控可用四支 SSR作為三相電機(jī)的換向控制。 換向SSR之間不 能簡單地采用反相器連接方式，要保證控制電路在任何時(shí)刻都不能產(chǎn)生換向SSR同時(shí)導(dǎo)通可能性。此外，在換向瞬間，由于正在導(dǎo)通的 SSR不可能及時(shí)關(guān)斷造成相間電源短路而直接燒毀SSR，可在換向電源中串連功率電阻和電感作為短路保護(hù)。另外，由于電機(jī)的運(yùn)動(dòng)慣性，必須在電機(jī)停穩(wěn)后才能換向，防止電機(jī)堵 轉(zhuǎn)引起的較大沖擊電流，上下電時(shí)程序應(yīng)采用現(xiàn)加后斷控制電路電源，后加先斷電機(jī)電源的序列。電機(jī)控 制中的保險(xiǎn)，卻相檢測(cè)和溫度繼電器也是保

20、證系統(tǒng)正常工作的保護(hù)裝置。應(yīng)用固態(tài)繼電器時(shí)，切忌負(fù)載兩端短路，以免固態(tài)繼電器的損壞。l用戶使用過程中的問題，可按下列步驟檢查和處理：1. 用萬用表的簡單測(cè)量：2. 輸入端、輸岀端、底殼間高阻：輸入端為正反向二級(jí)管特性，輸岀端經(jīng)阻容吸收電容充電后變成高阻： 輸入施加15V、12mA后輸出全導(dǎo)通，無信號(hào)輸入。輸出全通，表示輸出晶閘管損壞。3故障原因及排除：負(fù)載直接短路，如電熱管高溫絕緣不好，硅碳棒電力接觸端打火。通電工作若干時(shí)間后不正常，殼溫涼后又正常，檢查散熱條件或電流余量負(fù)載特殊，如非線性負(fù)載，工作電流和浪涌電流的安全余量太小快熔保險(xiǎn)響應(yīng)速度低。SSR接線端子接觸不量，電化學(xué)腐蝕，更換標(biāo)準(zhǔn)線鼻子，圖導(dǎo)電膏。實(shí)際的工作電壓高，感性負(fù)載未加壓敏電阻，內(nèi)部阻容吸收數(shù)值不夠，需外接阻容電路。電機(jī)換向無過壓過電流保護(hù)。220