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固态继电器结构

固态继电器由三部分组成:输入电路,隔离(耦合)和输出电路。

输入电路

按输入电压的不同类别,输入电路可分为直流输入电路,交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容,正负逻辑控制和反相等功能,可以方便的与TTL,MOS逻辑电路连接。
对于控制电压固定的控制信号,采用阻性输入电路。控制电流保证在大于5mA。对于大的变化范围的控制信号(如3~32V)则采用恒流电路,保证在整个电压变化范围内电流在大于5mA可靠工作。

隔离耦合

固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种:光电耦合通常使用光电二极管—光电三极管,光电二极管—双向光控可控硅,光伏电池,实现控制侧与负载侧隔离控制;高频变压器耦合是利用输入的控制信号产生的自激高频信号经耦合到次级,经检波整流,逻辑电路处理形成驱动信号。

输出电路

SSR的功率开关直接接入电源与负载端,实现对负载电源的通断切换。主要使用有大功率晶体三极管(开关管-Transistor),单向可控硅(Thyristor或SCR),双向可控硅(Triac),功率场效应管(MOSFET),绝缘栅型双极晶体管(IGBT)。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路,交流输出电路和交直流输出电路等形式。按负载类型,可分为直流固态继电器和交流固态继电器。直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管,交流输出时通常使用两个可控硅或一个双向可控硅。而交流固态继电器又可分为单相交流固态继电器和三相交流固态继电器。交流固态继电器,按导通与关断的时机,可分为随机型交流固态继电器和过零型交流固态继电器。
如何配用适当的散热器
除了额定电流1—5A直接安装在印刷线路板上的固态继电器以外,其余都应配置适当的散热器,而且SSR底板与散热器之间要涂上导热硅脂,两者紧密接触,用螺丝拧紧。
下面推荐一些规格SSR所用的散热器,给用户做参考。随着使用条件的不同,用户再做适当的调整。
4、如何保护SSR
A、过流保护。SSR是半导体功率器件,对温度变化极为敏感,过流会使SSR损坏,通常使用快速熔断器。但要了解它的保护特性,知道其熔断电流与时间的关系,正确选择与SSR标称电流相适应的快熔。
B、加RC吸收回路。加RC回路不但有防止过电压的作用,而且对改善dv/dt有好处。建议R为20—100Ω,功率为2—5W,C为0.1—0.47uf,耐压为250—630v. SSR标称电流小R取上限100Ω,C取下限0.1uf,反之,R取小值,C取大值。
C、过热保护
SSR过热,特性下降,轻则失控重则造成永久性损坏,建议在靠近SSR底板处加装温控开关,温控点在75到80℃.
D、在电感负载中串接电感L。在感应负载里,通常因电流变化率di/dt高而使SSR损坏。L电感量多大,这要根据体积大小和成本高低而定。
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