固態(tài)繼電器技術(shù)手冊(環(huán)球電氣之家)

環(huán)球電氣之家-中國固態(tài)繼電器網(wǎng)固態(tài)繼電器技術(shù)手冊環(huán)球電氣之家：目錄第一節(jié) 固態(tài)繼電器主要品牌簡介 31.1 CRYDOM快達(dá)(推薦品牌) 31.2 CELDUC賽德 31.3 CROUZET高諾斯 31.4 CARLOGAVAZZI佳樂 31.5 OMRON歐姆龍 31.6 FOTEK陽明 3第二節(jié) 固態(tài)繼電器介紹 42.1 固態(tài)繼電器定義 42.2 固態(tài)繼電器機(jī)械設(shè)計(jì) 52.3 固態(tài)繼電器與電磁機(jī)械繼電器比較 62.4 選擇使用固態(tài)繼電器的主要原因 72.5 固態(tài)繼電器與電磁繼電器之間最基本的技術(shù)差別 8第三節(jié) 固態(tài)繼電器電路分析 93.1 固態(tài)繼電器輸入電路 93.2 固態(tài)繼電器觸發(fā)電路 123.3 固態(tài)繼電器輸出電路 15第四節(jié) 固態(tài)繼電器散熱 204.1 固態(tài)繼電器的散熱介紹 204.2 熱傳導(dǎo)的基礎(chǔ)理論 204.3 散熱簡易計(jì)算－使用圖表 214.4 特殊散熱應(yīng)用情況 21第五節(jié) 固態(tài)繼電器負(fù)載類型與選型 255.1 固態(tài)繼電器負(fù)載開關(guān) 255.2 電阻負(fù)載 255.3 感性負(fù)載 275.4 電容負(fù)載 325.5 固態(tài)繼電器的各種連接 335.6 總結(jié) 34第六節(jié) 固態(tài)繼電器保護(hù) 346.1 固態(tài)繼電器瞬態(tài)保護(hù) 346.2 RC保護(hù)(緩沖電路) 356.3 瞬變電壓抑制二極管保護(hù) 366.4 壓敏電阻保護(hù) 366.5 直流固態(tài)繼電器保護(hù) 376.6 瞬時(shí)電流保護(hù) 376.7 固態(tài)繼電器常見故障與分析 38第七節(jié) 固態(tài)繼電器替換 397.1 固態(tài)繼電器替換介紹 397.2 固態(tài)繼電器替換注意事項(xiàng) 397.3 固態(tài)繼電器替換一般原則 40第八節(jié) 固態(tài)繼電器專業(yè)術(shù)語 418.1 輸入特性專業(yè)術(shù)語 418.2 輸出特性專業(yè)術(shù)語 41固態(tài)繼電器主要品牌簡介CRYDOM快達(dá)Crydom是固態(tài)繼電器的發(fā)明者，全球固態(tài)繼電器第一品牌，是全球最專業(yè)的固態(tài)繼電器廠商。2005年被施耐德電氣收購，加入施耐德下屬業(yè)務(wù)單元CST事業(yè)部。Crydom提供目前全球最全面的固態(tài)繼電器產(chǎn)品和解決方案。CELDUC賽德Celduc是世界知名固態(tài)繼電器品牌之一，在歐洲擁有較高市場占有率，是全球固態(tài)繼電器第二品牌。Celduc提供了豐富的固態(tài)繼電器產(chǎn)品和解決方案。CROUZET高諾斯Crouzet是世界知名固態(tài)繼電器品牌之一，在歐洲和北美市場都擁有不錯(cuò)的市場占有率。2004年被施耐德電氣收購，加入施耐德下屬業(yè)務(wù)單元CST事業(yè)部。CARLOGAVAZZI佳樂CarloGavazzi是歐洲知名固態(tài)繼電器品牌，在歐洲市場擁有不錯(cuò)的市場占有率。部分產(chǎn)品國內(nèi)生產(chǎn)，價(jià)格相對較低，在中國也有一定的市場知名度，CarloGavazzi提供了較為全面固態(tài)繼電器產(chǎn)品和解決方案。OMRON歐姆龍Omron憑借其豐富的自動(dòng)化和傳感器產(chǎn)品，在業(yè)界享有較高的市場知名度。因此Omron固態(tài)繼電器也是中國固態(tài)繼電器市場的知名品牌之一，由于部分產(chǎn)品國內(nèi)生產(chǎn)，價(jià)格相對較低，在中國擁有較高的市場占有率。FOTEK陽明FOTEK是來自臺(tái)灣的固態(tài)繼電器品牌，在中國市場擁有比較高的市場知名度。固態(tài)繼電器介紹固態(tài)繼電器定義固態(tài)繼電器（SSR）是一種無觸點(diǎn)電子開關(guān)器件。它的主要用于實(shí)現(xiàn)控制電路（通常為低壓電路）與高壓負(fù)載電路（如電機(jī)，水泵，電磁閥，加熱器等）之間的隔離和控制。尤為重要的是固態(tài)繼電器開關(guān)動(dòng)作是完全靜態(tài)的，沒有任何運(yùn)動(dòng)部件，因此固態(tài)繼電器擁有幾乎無限長的使用壽命。盡管電子開關(guān)技術(shù)在很多年以前就發(fā)展起來了，但是固態(tài)繼電器作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品第一次面世還是在20世紀(jì)60年代末。盡管當(dāng)時(shí)固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)還非常簡單，但隨著電子元器件的小型化，固態(tài)繼電器的性能也不斷改善，越來越多的輔助功能加入到固態(tài)繼電器中。因而現(xiàn)在的固態(tài)繼電器除了應(yīng)用于常規(guī)的加熱控制，還適合應(yīng)用于某些特定的功能應(yīng)用，如軟啟動(dòng)，電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，調(diào)壓等。固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)固態(tài)繼電器通常由5部分功能塊組成，如圖所示：輸入電路隔離電路觸發(fā)電路開關(guān)電路保護(hù)電路負(fù)載AC主回路固態(tài)繼電器輸入電路電磁繼電器的輸入特性（電壓，電流等）是由輸入線圈決定的；而固態(tài)繼電器輸入特性或多或少有些復(fù)雜。簡單的輸入電路是由串聯(lián)電阻和雙向二極管組成；復(fù)雜一點(diǎn)的輸入電路則由輸入電壓范圍寬并且電流恒定的回路組成；對于由模擬信號(hào)控制的固態(tài)繼電器來說，輸入回路則由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成。隔離電路電磁繼電器隔離是通過電磁鐵和線圈的耦合來實(shí)現(xiàn)的。而固態(tài)繼電器隔離則一般采用光電隔離的方式，對于一些老式的固態(tài)繼電器，也有采用電磁鐵形式，甚至簧片形式來實(shí)現(xiàn)隔離。觸發(fā)電路觸發(fā)電路的主要功能是接收控制信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)觸發(fā)輸出信號(hào)的開關(guān)動(dòng)作。輸出信號(hào)的開關(guān)動(dòng)作相對比較復(fù)雜：有過零型和隨機(jī)型等。觸發(fā)電路確保固態(tài)繼電器按照用戶需要的模式進(jìn)行開關(guān)切換動(dòng)作。如過零型，在施加控制信號(hào)后，只有當(dāng)電壓越過零點(diǎn)時(shí)，固態(tài)繼電器才會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)通動(dòng)作。開關(guān)電路開關(guān)電路的功能是實(shí)現(xiàn)負(fù)載的通電與斷電。開關(guān)電路可以是雙向晶閘管，MOS晶體管（實(shí)現(xiàn)DC開關(guān)），或雙向可控硅（SCR）等。與電磁繼電器比較，電磁繼電器的開關(guān)只是一對觸點(diǎn)，即可以通交流也可以通直流；而固態(tài)繼電器的輸出則由開關(guān)電路的特性決定，只能采用DC或者AC供電，而不能混用。保護(hù)電路通常，電磁繼電器有滅弧保護(hù)電路。而固態(tài)繼電器由電子電路組成，其輸出電路對交流電的電磁干擾比較敏感，因此需要增加保護(hù)電路來抑制和消除輸出電路中的浪涌以及低壓控制回路上的干擾。這些類似的保護(hù)也可以安裝在固態(tài)繼電器外部，但現(xiàn)在越來越多的保護(hù)功能已經(jīng)集成到固態(tài)繼電器內(nèi)部。固態(tài)繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)固態(tài)繼電器優(yōu)點(diǎn)非常明顯，它無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，無觸點(diǎn)，無噪聲，壽命長，開關(guān)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，并且體積小，防腐蝕，防潮濕，耐振動(dòng)，耐沖擊，能與TTL，DTL，HTL等邏輯電路兼容，可以實(shí)現(xiàn)以微弱的控制信號(hào)控制和驅(qū)動(dòng)高電壓，大電流負(fù)載。其主要缺點(diǎn)：存在通態(tài)壓降，內(nèi)部開關(guān)器件會(huì)產(chǎn)生熱量，需要增加散熱措施；斷態(tài)有微小漏電流，此微小漏電流有時(shí)會(huì)導(dǎo)致小功率負(fù)載導(dǎo)通（如電磁閥）；交直流電不能通用，觸點(diǎn)數(shù)目少；另外對過電壓，過電流，電壓上升速率和電流上升速率等都有特別的要求。電磁繼電器固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)電流流過固態(tài)繼電器可控硅結(jié)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)焦耳定律，在結(jié)點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生一定的熱損耗。如何將散熱器和固態(tài)繼電器結(jié)合起來，達(dá)到最好的散熱能力，這對于固態(tài)繼電器能否長時(shí)間穩(wěn)定工作起著決定性作用。當(dāng)然，散熱能力取決于散熱器的尺寸、環(huán)境溫度以及固態(tài)繼電器與散熱器之間結(jié)合的好壞。可控硅與底板連接國內(nèi)低端固態(tài)繼電器都是直接用螺絲將可控硅芯片固定在繼電器金屬底板上，這樣種方式的導(dǎo)熱效果很差，特別在使用一段時(shí)間后非常差，固態(tài)繼電器非常容易損壞。國內(nèi)稍微好一點(diǎn)的固態(tài)繼電器則采用了焊接工藝，將可控硅芯片焊接到金屬底板上，這樣可控硅芯片與金屬底板之間結(jié)合更加緊密。相對于直接用螺絲擰來說，散熱能力更強(qiáng)。對于進(jìn)口高端品牌固態(tài)繼電器來說，采用了DCB技術(shù)，獲得了最好的散熱效果。DCB技術(shù)根據(jù)不同需求和性能要求，通常將芯片合成到基于陶瓷（Beo或Al2O3）基板的線路上，陶瓷基板通常由幾種不同的材料夾層組成。在中低功率芯片上，傳統(tǒng)合成工藝一般采用粘膠、焊接或真空蒸鍍。由于不同材料的熱膨脹率不一樣，采用傳統(tǒng)工藝的這些合成件夾層之間空隙數(shù)量會(huì)隨使用時(shí)間快速增加，空隙數(shù)量增多會(huì)顯著降低產(chǎn)品的導(dǎo)熱性能。在DCB技術(shù)中，三明治型式的夾層是采用熱壓縮技術(shù)合成，這種技術(shù)使銅原子擴(kuò)散到陶基板的上半部，完全結(jié)合。這使得合成件具有一致的熱性能，對不同材料產(chǎn)生不同的熱膨脹效應(yīng)不敏感。對于大功率固態(tài)繼電器，尤其是75，100和125安培的繼電器，在外殼散熱底板部加入一塊厚銅板，可以加快熱傳到散熱器。DBC技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)中，下面幾點(diǎn)特別值得一提：●改善熱阻●更高的帶負(fù)載能力●工作溫度高達(dá)800℃●由于間隙更少，可靠性提高●降低組裝成本，并節(jié)省材料將銅擴(kuò)散到陶瓷芯片的上部，也使得合成件相比傳統(tǒng)方法合成的合成件具有更好的機(jī)械抵抗能力。因此固態(tài)繼電器的輸出端可以直接連接到芯片上，這樣顯著提高了固態(tài)繼電器的電氣性能和散熱效果。固態(tài)繼電器與電磁機(jī)械繼電器比較固態(tài)繼電器全部采用電子元器件，從而相對于電磁繼電器擁有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是也有一些局限性。下面表格展示了固態(tài)繼電器與電磁繼電器各自的優(yōu)缺點(diǎn)。電磁繼電器優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)低的殘留輸出電壓不需散熱片價(jià)格便宜可以提供多組觸點(diǎn)和常開常閉觸點(diǎn)無漏電流AC和DC兼容尺寸緊湊最大開關(guān)頻率有限（5－10Hz）動(dòng)作有噪音產(chǎn)生電磁干擾觸點(diǎn)壽命有限開關(guān)動(dòng)作不能完全同步觸點(diǎn)跳動(dòng)大電流操作性能差，會(huì)產(chǎn)生電弧與數(shù)字回路聯(lián)接需接口控制功率高，通常高于200mW固態(tài)繼電器優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)控制功率低，通常10－50mW可以實(shí)現(xiàn)同步開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)一部開關(guān)在同步開關(guān)模式中，電磁干擾低長壽命，是電磁繼電器的50－100倍響應(yīng)時(shí)間快無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件無機(jī)械勞損與數(shù)字電路兼容抗震動(dòng)，抗沖擊防腐防潮無噪音動(dòng)作有殘留輸出電壓1－1.6V輸出只能是AC或者DC，不能兼容通常需要散熱片不適用小輸出信號(hào)存在漏電流只有單一觸點(diǎn)這兩個(gè)表格顯示，在常規(guī)的開關(guān)應(yīng)用中，固態(tài)繼電器相對電磁繼電器沒有明顯的劣勢。通過比較，我們得了解固態(tài)繼電器應(yīng)用的某些局限性，這些都會(huì)影響到我們最后的繼電器選擇類型。首先，我們要接受這樣一種概念：沒有一種繼電器可以適合所有的應(yīng)用場合。繼電器的應(yīng)用很大程度上取決于機(jī)械和電氣環(huán)境，因此不可能定義出一套精確的選擇參數(shù)來指導(dǎo)用戶做出繼電器的最佳選擇。因此，只能根據(jù)每個(gè)具體的應(yīng)用來做出繼電器最終選擇。選擇使用固態(tài)繼電器的主要原因繼電器壽命在使用正確的情況下，固態(tài)繼電器長時(shí)間使用壽命和高可靠性是它最重要的特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，固態(tài)繼電器的觸點(diǎn)可永久使用，而電磁繼電器的觸點(diǎn)會(huì)受到勞損，腐蝕，粘結(jié)等的影響。電磁繼電器會(huì)由于運(yùn)動(dòng)部件（彈簧，電磁鐵）的損壞而出現(xiàn)故障，通常固態(tài)繼電器的壽命是電磁繼電器壽命的50－100倍。長期使用價(jià)格便宜價(jià)格因素是繼電器選擇的重要考慮因素。初次購買成本，在同樣的技術(shù)要求條件下，電磁繼電器通常低于固態(tài)繼電器。然而，這并沒考慮到電磁繼電器的使用壽命，沒有考慮以后由于監(jiān)測，維護(hù)，更換電磁繼電器所產(chǎn)生的費(fèi)用。同樣在控制回路中，使電磁繼電器與控制線路之間能夠匹配的費(fèi)用通常也沒有考慮到，這個(gè)費(fèi)用通常也是很高的。為了有效消除電磁繼電器觸點(diǎn)震動(dòng)產(chǎn)生的干擾，也會(huì)帶來其他的費(fèi)用?？刂乒β孰姶爬^電器對控制信號(hào)的敏感度只有固態(tài)繼電器的二十分之一，也就是說，在獲得同樣的輸出功率的情況下，電磁繼電器所需的功率通常是固態(tài)繼電器所需功率的10－20倍。而固態(tài)繼電器控制所需功率只需200－500mW，低消耗功率可以與數(shù)字電路系統(tǒng)直接兼容。環(huán)境抵抗力環(huán)境抵抗力是一個(gè)非常復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，但固態(tài)繼電器始終在這方面具有優(yōu)勢。固態(tài)繼電器具有良好的機(jī)械性能，因?yàn)樗鼪]有運(yùn)動(dòng)部件。固態(tài)繼電器樹脂包裝外殼使它具有良好的抗震動(dòng)，抗沖擊，抗腐蝕性能。此外，濕度對固態(tài)繼電器幾乎沒有影響，只是稍微降低它的絕緣性能。而電磁繼電器對濕度非常敏感，長期高濕度會(huì)使電磁繼電器產(chǎn)生腐蝕。開關(guān)速率開關(guān)速率通常也是選擇固態(tài)繼電器還是電磁繼電器的一個(gè)重要因素?？刂祈憫?yīng)速率在某些過程控制貨機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用中非常重要，甚至至關(guān)重要。在某些特殊功率因素很低的應(yīng)用場合，電磁繼電器是不能使用的。還有在一些確保開關(guān)穩(wěn)定，不允許有跳動(dòng)的場合，不能使用電磁繼電器。電磁輻射固態(tài)繼電器可以在回路電壓過零點(diǎn)的時(shí)侯開關(guān)負(fù)載，從而在相當(dāng)程度上限制瞬態(tài)現(xiàn)象，避免電流浪涌及產(chǎn)生的電磁輻射。在某些功率因素很低，開關(guān)必須穩(wěn)定，不允許有振動(dòng)的場合，就必須選用固態(tài)繼電器。此外，在選擇繼電器過程中，更多的技術(shù)參數(shù)需要考率，在后面的章節(jié)中，我們會(huì)更詳細(xì)地來描述。固態(tài)繼電器與電磁繼電器之間最基本的技術(shù)差別動(dòng)作模式電磁繼電器只能以異步的方式對負(fù)載實(shí)現(xiàn)開關(guān)，也就是說觸點(diǎn)的開關(guān)只是單獨(dú)由控制信號(hào)控制，與電源信號(hào)在時(shí)間上沒有任何關(guān)系。而固態(tài)繼電器可以同步方式實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。從而可以實(shí)現(xiàn)除異步方式開關(guān)外的以下一些開關(guān)模式：異步模式電壓零點(diǎn)或峰值同步模式相位角模式脈沖模式特殊注意和輸出回路保護(hù)固態(tài)繼電器是全部電子式結(jié)構(gòu)，這就要除在輸出回路采用一些保護(hù)之外，還需預(yù)先考慮到一些注意點(diǎn)。這些包括：A）采用的保護(hù)措施，可以根據(jù)固態(tài)繼電器所帶的負(fù)載類型來確定，這些措施通常已經(jīng)被制造商集成到固態(tài)繼電器的制造過程中去了。這些措施主要包括在AC電源回路中的瞬態(tài)保護(hù)。RC過濾組件，用于保護(hù)電壓突變產(chǎn)生瞬態(tài)電壓。采用可變電阻或TVS管來保護(hù)瞬態(tài)和高能量浪涌。B）其他一些保護(hù)措施取決于負(fù)載和外部回路特性，這可由使用者自己完全來確定和改善。采用快速熔斷器或某些斷路器來提供短路保護(hù)。將固態(tài)繼電器安裝在合適的散熱片上，改善導(dǎo)熱效果，來改善熱保護(hù)。固態(tài)繼電器電路分析固態(tài)繼電器輸入電路輸入回路與輸出回路一起，是固態(tài)繼電器最基本的組成部分。你必須熟悉輸入回路的參數(shù)，確保正確使用，及與外部控制電路兼容。輸入電路隔離電路觸發(fā)電路開關(guān)電路保護(hù)電路負(fù)載AC主回路固態(tài)繼電器為滿足工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場多種需求，固態(tài)繼電器輸入回路設(shè)計(jì)成電壓控制方式，直流一般到35VDC，交流一般到280VAC。有些固態(tài)繼電器可以用任何一種電壓方式。直流輸入電路下圖顯示兩種不同的直流輸入電路配置：圖A圖B在圖A所示輸入電路中，控制電壓直接加在發(fā)光二極管和光電耦合器兩端。當(dāng)光電耦合器兩端電壓超過其2或3伏的門限電壓（發(fā)光二極管的門限電壓），并且電流超過2mA(也就是說光電耦合器的關(guān)斷功率約為5mW)時(shí)，光電耦合器就會(huì)激發(fā)導(dǎo)通。當(dāng)控制電壓降低到低于1伏左右時(shí)，光電耦合器就會(huì)關(guān)斷。在回路中串聯(lián)一個(gè)電阻，可使輸入回路控制電壓上升到35V，并且優(yōu)化是光電耦合器的使用條件，保證光電耦合器的使用壽命(200000小時(shí))。為了避免偶然的輸入信號(hào)極性反接，在輸入回路中反并聯(lián)一個(gè)二極管，這就會(huì)使反向電壓限制在0.6－0.7V，也就是說反向電壓低于光耦反向擊穿電壓（約2－3V）。這種回路主要缺點(diǎn)就是沒有LED指示輸入回路狀態(tài)。LED的亮度取決于流過的電流大小。在圖A中，電流隨電壓的變化而變化，因此基于回路調(diào)整，一個(gè)5V的控制電壓也許不能獲得很好的LED亮度。這就是為什么帶LED指示燈的輸入電路一般采用圖B所示的電路。此電路包括一恒流發(fā)生器。當(dāng)控制電壓超過門限電壓0.6-0.8VDC，恒流發(fā)生器就將流過光電耦合器和LED指示燈的電流維持在預(yù)先設(shè)定好的一個(gè)值，通常是10-15mA，而不會(huì)隨控制電壓的變化而變化。帶恒流發(fā)生器的輸入回路有低跳變電壓缺點(diǎn)，致使輸入回路容易受到外部浪涌的影響。另外一方面，通過串接二極管增加電壓反接保護(hù)，最高的反接電壓可高達(dá)500V。直流輸入回路接線DC輸入控制型固態(tài)繼電器既可以通過“＋”端控制，也可以通過“—”端控制，只需遵守電源的極性及控制單元的電流容量。最主要的輸入控制接線方式在下圖中展示出來了。TTL回路在TTL回路中，大部分固態(tài)繼電器能被16mA電流及殘留電壓(0.4-0.5V)的信號(hào)所控制，既然TTL輸出是灌電流輸出(這等同于NPN輸出)，就必須采用接”-”端控制。COMS回路標(biāo)準(zhǔn)的COMS器件是不能用于控制直流輸入固態(tài)繼電器的，因?yàn)槠漭敵鲭娏魈?<1mA)。帶集成緩沖器并且輸出電流可以達(dá)到10mA的COMS器件是理想選擇。它們的接線方式也必須像TTL電平器件一樣。NPN集電極開路輸出繼電器開關(guān)PNP集電極開路輸出CMOS電路緩沖電路固態(tài)繼電器負(fù)載取決于電壓和供電電源，對于COMS一般大于5V來控制固態(tài)繼電器。對于沒有帶恒流發(fā)生器的輸入電路來說，必須考慮串聯(lián)電阻來限流，電阻大小的選擇取決于輸入回路的參數(shù)，一般情況下，對于10-15VDC的控制電壓，選擇1000和2000歐的電阻是通常選擇的大小。兩線制傳感器接線注意當(dāng)固態(tài)繼電器是通過兩線制傳感器設(shè)備或其他高漏電流設(shè)備來控制的，例如傳感器或固態(tài)繼電器。建議檢查漏電流是否單獨(dú)能夠驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器。在輸入端并接一個(gè)電阻來確保由漏電流產(chǎn)生的電壓低于接通門限值(1V)。傳感器或固態(tài)繼電器斷態(tài)漏電流（最大1-8mA）分流電阻（按V<1伏選）其他注意事項(xiàng)為了限制輸入端受電壓浪涌(DC或AC)的影響，造成意外的關(guān)斷，甚至輸入回路損壞?？梢栽谥绷鞴虘B(tài)繼電器輸入端并聯(lián)一個(gè)齊納二極管。交流輸入電路輸入回路配置：交流控制輸入固態(tài)繼電器輸入電壓范圍通常為90-280VAC。交流控制信號(hào)被整流成半波或全波，經(jīng)過濾波，整定，然后在加到光電耦合器和輸入狀態(tài)LED指示燈。因此采用交流輸入控制的固態(tài)繼電器同時(shí)可以采用直流電壓來控制。由于這種類型的濾波整流電路輸入阻抗很高，因?yàn)榭山邮艿妮斎腚妷阂埠芨摺C直流控制電壓的值可以達(dá)到交流電壓的有效值開關(guān)繼電器交流輸入固態(tài)繼電器交流輸入電路接線交流輸入控制固態(tài)繼電器可以像直流輸入控制固態(tài)繼電器一樣采用干結(jié)點(diǎn)方式控制(開關(guān)，電磁繼電器)。也可以在SCR或Triac的陽極和陰極之間接入固態(tài)繼電器來實(shí)現(xiàn)固態(tài)控制方式。值得注意的是AC/AC固態(tài)繼電器可以在輸入和輸出端接兩種不同的電壓源，只要電壓源的電壓和頻率滿足技術(shù)要求。此外，采用DC控制的固態(tài)繼電器可以轉(zhuǎn)換成交流控制的固態(tài)繼電器，只要在外部增加一個(gè)額外的濾波整流電路(圖3)。這個(gè)在較低的交流控制場合非常合適應(yīng)用(比如24VAC交流控制)。DC-輸入控制固態(tài)繼電器（R2=固態(tài)繼電器內(nèi)阻）當(dāng)知道R2的阻值時(shí)，就可以確定R1的阻值。近似可以將固態(tài)繼電器兩端的控制電壓認(rèn)為是R1和R2分壓：固態(tài)繼電器觸發(fā)電路固態(tài)繼電器觸發(fā)電路提供輸入電路和輸出電路之間的連接，并且是固態(tài)繼電器滿足要求的技術(shù)規(guī)格。這個(gè)電路也決定固態(tài)繼電器的開關(guān)模式。這些開關(guān)模式會(huì)在后面詳細(xì)描述。在這里，我們還是要說一下，最常用的開關(guān)模式有：瞬時(shí)型開關(guān)模式跨零型(過零型)開關(guān)模式輸入電路隔離電路觸發(fā)電路開關(guān)電路保護(hù)電路負(fù)載AC主回路固態(tài)繼電器瞬時(shí)型開關(guān)模式(異步開關(guān)模式)在瞬時(shí)型開關(guān)模式固態(tài)繼電器內(nèi)，從控制信號(hào)加載至固態(tài)繼電器輸出閉合之間的時(shí)間間隔(接通響應(yīng)時(shí)間)非常短(約0.1-0.2ms)，并且這個(gè)時(shí)間僅受固態(tài)繼電器內(nèi)部元件響應(yīng)時(shí)間的限制。因此，瞬時(shí)型開關(guān)模式固態(tài)繼電器可以在正弦波上任意一點(diǎn)導(dǎo)通。當(dāng)控制信號(hào)斷開時(shí)，輸出元件(SCR或TRIAC)會(huì)永遠(yuǎn)在正弦波跨零點(diǎn)時(shí)斷開或截止，因此固態(tài)繼電器的斷開響應(yīng)時(shí)間會(huì)小于正弦波的半個(gè)周期(最大10ms，對于50hz頻率來說)。異步型固態(tài)繼電器觸發(fā)電路原理圖輸入電路觸發(fā)電路晶體管負(fù)載傳輸時(shí)間=<0.1mS控制信號(hào)電流主電源電流負(fù)載電流阻斷點(diǎn)在這種情況下，觸發(fā)電流的功能簡單地控制著輸出信號(hào)。瞬時(shí)開關(guān)型固態(tài)繼電器一般用在一些要求很短響應(yīng)時(shí)間的阻性或感性負(fù)載場合(只要功率因素小于0.7)。瞬時(shí)開關(guān)型固態(tài)繼電器的主要缺點(diǎn)就是對輸入信號(hào)端的浪涌脈沖很敏感，只要達(dá)到固態(tài)繼電器的門限電壓就會(huì)觸發(fā)固態(tài)繼電器動(dòng)作。因此對這類型固態(tài)繼電器的輸入端，要特別注意保護(hù)，特別是在一些電磁干擾比較厲害的場合?？缌阈烷_關(guān)模式(同步開關(guān)模式)跨零型開關(guān)模式是指在控制信號(hào)加載后，固態(tài)繼電器會(huì)在負(fù)載主電路第一次跨零點(diǎn)時(shí)接通，跟瞬時(shí)開關(guān)型固態(tài)繼電器一樣，當(dāng)控制信號(hào)去除時(shí)，也會(huì)在負(fù)載電路第一次過零點(diǎn)時(shí)斷開。然而，固態(tài)繼電器不會(huì)在電壓正好到達(dá)0V時(shí)導(dǎo)通，而是在充分接近某一可以激活固態(tài)繼電器內(nèi)部電路的電壓(同步電壓)，這個(gè)電壓通常接近+/-15V，這個(gè)電壓取決于固態(tài)繼電器的內(nèi)部電路，對于240VAC供電來說，對應(yīng)的相位角約為2-3度。因此，任何控制信號(hào)加到固態(tài)繼電器上，當(dāng)輸出電壓高于同步電壓時(shí)，只能將這控制信號(hào)算下半個(gè)周期，也就是說響應(yīng)時(shí)間要10ms(50hz電源供電)和8ms(60hz電源供電)。這種特性使固態(tài)繼電器有良好的抗輸入端浪涌的特性。同步型固態(tài)繼電器觸發(fā)電路原理圖輸入控制信號(hào)更新電路檢測過零負(fù)載SCR兩端電壓負(fù)載電流控制電壓主電源可能的開關(guān)窗口觸發(fā)電壓（最低）導(dǎo)通最大壓降導(dǎo)通區(qū)間在這種開關(guān)模式下，接通電壓非常低，因此在這個(gè)階段的功率等級也很低，產(chǎn)生的電磁輻射也控制在很小。這種型式的固態(tài)繼電器強(qiáng)烈建議用于開關(guān)加熱元件，甚至是在高頻情況下。除了限制電磁輻射外，采用跨零型固態(tài)繼電器可以限制浪涌電流，可以大大延長設(shè)備使用壽命。固態(tài)繼電器輸出電路固態(tài)繼電器的一般結(jié)構(gòu)：輸出電路輸入電路隔離電路觸發(fā)電路輸出電路保護(hù)電路負(fù)載電源固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器的輸出電路只不過是開關(guān)負(fù)載電流的一個(gè)元件；我們?nèi)匀灰蚤_關(guān)時(shí)的信號(hào)來定義固態(tài)繼電器–交流或直流。由于考慮到價(jià)格原因，現(xiàn)在所采用的技術(shù)中，交流和直流的開關(guān)不能同時(shí)用在同類型的固態(tài)繼電器上，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁不兼容的問題。同樣，由于散熱和價(jià)格原因，電子元件結(jié)構(gòu)也不允許同時(shí)有多個(gè)輸出，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生電磁不兼容的問題。直流輸出（直流固態(tài)繼電器）根據(jù)具體的需求，直流輸出固態(tài)繼電器的電器元件采用一個(gè)雙向晶體管或FET晶體管（場效應(yīng)晶體管）。為了獲得快速響應(yīng)時(shí)間，并且輸出電流不大（＜＝10安培），雙向晶體管是直流固態(tài)繼電器開關(guān)元件的理想選擇。FET晶體管一般用在要求有非常低的漏電電流低（＜10微安），負(fù)載電流大（30到40安培）但溫度升高并不多的應(yīng)用場合。雙向晶體管輸出直流固態(tài)繼電器控制電路負(fù)載電源電壓直流輸出的固態(tài)繼電器場效應(yīng)晶體管輸出直流固態(tài)繼電器（電流一般低于10安培）控制電路負(fù)載電源電壓直流輸出固態(tài)繼電器的輸出元件可以采用2線制或3線制輸出。2線制輸出主要用于輸出電流小于10安培并處采用模塊式封裝外殼的固態(tài)繼電器，3線輸出一般應(yīng)用于I/O模塊。在2線制輸出電路中，負(fù)載可以串聯(lián)于固態(tài)繼電器的任何一個(gè)端子上，只要電源電壓的極性符合要求。當(dāng)輸出元件是雙向晶體管時(shí)，2線連接方式可以防止晶體管完全飽和，這樣使得固態(tài)繼電器輸出兩端接通時(shí)的壓降保持在1.2-1.5VDC。這在大多數(shù)應(yīng)用場合是可以接受的，特別是負(fù)載電源電壓比較高時(shí)（＞24VDC）。當(dāng)輸出端的工作電壓較低時(shí)，例如在數(shù)字接口系統(tǒng)中，一個(gè)1.5VDC的殘余電壓就顯得太高了；在這種情況下得用3線制方式，使得輸出晶體管全飽和時(shí)，殘余電壓只有0.2-0.3VDC。I/O模塊通常被應(yīng)用于兩個(gè)低壓數(shù)字系統(tǒng)或組件之間，用作隔離接口，因此通常有3線輸出的PNP或NPN模式。當(dāng)固態(tài)繼電器接通時(shí)，場效應(yīng)晶體管相當(dāng)于一個(gè)小電阻（50到80毫瓦）。根據(jù)歐姆定律，由于固態(tài)繼電器輸出端的壓降取決于通過的電流大小，例如通過20A的電流，固態(tài)繼電器量大電壓降約為1.2-1.5VDC。觸發(fā)電路供電電源IO輸出邏輯地NPN輸出連接模塊式外殼固態(tài)繼電器交流輸出（交流固態(tài)繼電器）在交流固態(tài)繼電器中，開關(guān)元件根據(jù)需求，由可控硅組SCR或可控硅TRIAC組成。對于高額定輸出電流（＞50安培）或者高峰值電壓（1200到1500伏特）的交流固態(tài)繼電器，一般選用兩個(gè)SCR可控硅組背靠背安裝，而不選用單個(gè)雙向可控硅TRIAC。單個(gè)雙向可控硅TRIAC輸出型固態(tài)繼電器則更適用于要求經(jīng)濟(jì)便宜，對電流或dv/dt(電壓變化率)性能要求不高的場合。可控硅SCR在交流固態(tài)繼電器中，通常采用可控硅SCR做開關(guān)元件，因?yàn)樗黃CR具有通斷幾千安培的電流，同時(shí)使固態(tài)繼電器輸出端的電壓限制在一個(gè)比較低的電壓（最高不超過2VAC），并且它還能承受10-12倍額定電流的非重復(fù)峰值電流。另外，可控硅SCR也能承受高達(dá)幾千伏的反向峰值電壓?？煽毓鑃CR的原理耦合電容門極陽極陰極可控硅SCR相當(dāng)于一個(gè)單向二極管，當(dāng)控制輸入端無效時(shí)，它能阻止兩個(gè)方向的電流。在門極施加一個(gè)短的脈沖或者所加電壓超過翻轉(zhuǎn)電壓VB0，可控硅SCR就可以導(dǎo)通（從陽極到陰極）。同時(shí)，只有在電壓翻轉(zhuǎn)或者通過的電流減少到低于最小維持電流IH并持續(xù)很短的一段時(shí)間（約15us）?？煽毓鑃CR可以看成是將兩個(gè)晶體管裝在一起，集成到同一個(gè)硅芯片上，使它們之間產(chǎn)正向逆反饋。當(dāng)V1的基極或門極施加一脈沖信號(hào)后，V1開始導(dǎo)通，在晶體管V2的基極產(chǎn)生一電流，使得流過V2集電極（V1基極）的電流增大，使得V1進(jìn)一步飽和（正向逆反饋）。進(jìn)一步，可控硅SCR就不再受其輸入端控制?？煽毓鑃CR相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)二極管，但作為一個(gè)單向元件它有許多弊端。為了克服其弊端，使其能在電源正、負(fù)半波都能工作，通常在固態(tài)繼電器中采用兩個(gè)SCRs反向并聯(lián)（背靠背安裝）。可控硅SCR的電壓-電流特性峰值反向電壓最小持續(xù)電壓翻轉(zhuǎn)電壓鎖住狀態(tài)門控激活特性可控硅Triac隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，可以非常經(jīng)濟(jì)方便地將兩個(gè)同等的反向可控硅SCRs合成在同一芯片上，受控于同一個(gè)輸入端：這樣可控硅Triac就誕生了。然而可控硅Triac很大程度上受限于電流（最大電流=40/50安培），電壓（最大=800伏）和最大的dv/dt特性。最大的dv/dt值被認(rèn)為是最重要的參數(shù)，dv/dt參數(shù)可以通過增加濾波器來改善，濾波器也集成到可控硅Triac內(nèi)部。通常不帶濾波器的雙向控硅Triacs被稱為“無吸收”可控硅。SCRs背靠背安裝輸出固態(tài)繼電器控制電路交流負(fù)載輸出元件可控硅Triac的電壓-電流特征輸入端輸入端工作特征鎖住狀態(tài)特征電源通斷還有其他解決方案，如交變可控硅（2個(gè)背靠背安裝可控硅組SCRs受控于一個(gè)雙向可控硅Triac）；它的動(dòng)作類似于兩個(gè)背靠背安裝的SCRs。功率元件的主要受限因素可控硅SCRs和Triacs，以及其他開關(guān)元件，通常適用于快速通斷大電流的場合。除了考慮一般的最大電流、電壓等的限制外，還要考慮其他一些具體的限制因素，來優(yōu)化固態(tài)繼電器的性能和避免故障。靜態(tài)dv/dt限制可控硅組SCRs和Triacs這些器件迷人特性（大電流，高開關(guān)速度）源自于它們的正向逆反饋，同時(shí)，正向逆反饋也給這些器件帶來dv/dt限制。在陽極和陰極之間產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的電壓變化，可能會(huì)導(dǎo)致SCR不受控地導(dǎo)通。由于陽極和門極之間的電容效應(yīng)。如果C是雜散電容，電流通過此電容，因而V1（見可控硅SCR原理圖）的基極電流可被定義為：I=C.dv/dt取決于C和dv/dt值的大小，電流有可能上升到足夠高，使得可控硅SCR導(dǎo)通。施加在固態(tài)繼電器兩端的最大電壓變化，而不會(huì)使固態(tài)繼電器出現(xiàn)非受控導(dǎo)通的值（靜態(tài)dv/dt），通常在技術(shù)規(guī)格書中明確以V/us的方式標(biāo)識(shí)出來。500V/us是可控硅SCR的典型值，而雙向可控硅Triac的dv/dt大約是200V/us。通過比較，230VAC，50Hz的供電，在通過零點(diǎn)時(shí)的最大dv/dt值是0.1V/us。dv/dt值可以通過在內(nèi)部或外部加RC阻容吸收，得到顯著提高。然而RC濾波器的缺點(diǎn)是增大漏電電流。開關(guān)動(dòng)態(tài)dv/dt限制同樣SCR非受控導(dǎo)通現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生在帶感性負(fù)載，電流過零點(diǎn)時(shí)斷開電路的情況下。在這種情況下，可控硅SCR在電流過零點(diǎn)時(shí)斷開，主回路的瞬時(shí)電壓就會(huì)立刻加在可控硅SCR的兩端。電流和電壓的相位相差越大，則電壓的變化越陡峭，同時(shí)陽極和門極的電容耦合效應(yīng)可以使控硅SCR反向?qū)?，引起錯(cuò)誤導(dǎo)通故障。引起可控硅triac導(dǎo)通的dv/dt典型值為20V/us。然而，這種故障非常少見，只發(fā)生在接近額定電流時(shí)，開關(guān)高感性負(fù)載的情況下。使用“無吸收”元件也可以減少這種現(xiàn)象。di/dt限制由于內(nèi)部的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，可控硅組Triacs和SCRs僅有非常有限的能力來吸di/dt電流變化，在半導(dǎo)體的結(jié)點(diǎn)處會(huì)有因?yàn)檫^熱而損壞的危險(xiǎn)。固態(tài)繼電器可承受的最大di/dt值取決于輸出元件，其范圍從10-200A/us。在實(shí)際應(yīng)用中，很難達(dá)到這些值。這是由于在電流增加時(shí)，所有線路中的雜散電感應(yīng)（盡管微弱）和電阻阻抗限制了電流的增加率。漏電流交流固態(tài)繼電器都是2線制輸出元件，跟同類電子元器件一樣，存在有漏電流的缺點(diǎn)。取決于所選用的元件不同，一般漏電電流通常在2到10毫安之間。將它們應(yīng)用到控制系統(tǒng)時(shí)務(wù)必要考慮到漏電電流可能帶來的影響。采用吸收器或外接RC過濾器會(huì)進(jìn)一步增加漏電電流。開關(guān)高度感應(yīng)負(fù)載的dv/dt圖像導(dǎo)通狀態(tài)負(fù)載電流可控硅SCR（triac）兩端的電壓相位差主電源dv/dtdi/dt斷開狀態(tài)固態(tài)繼電器散熱固態(tài)繼電器的散熱介紹要保證半導(dǎo)體器件能夠正常工作，其工作溫度必須低于廠商指定的最高工作溫度值。對于大多數(shù)半導(dǎo)體器件而言，在正常使用條件下是不會(huì)達(dá)到最高溫度的。如果超過指定的使用功率，就必須使用散熱器給半導(dǎo)體器件進(jìn)行散熱。固態(tài)繼電器是非常容易受溫度影響的半導(dǎo)體器件。因此必須充分散熱，以防止固態(tài)繼電器中功率器件結(jié)點(diǎn)的溫度超過120-125攝氏度熱傳導(dǎo)的基礎(chǔ)理論固態(tài)繼電器控制輸入端的功率通常很小，因此繼電器的功率消耗主要在功率器件，因此功耗計(jì)算公式如下：Pd=Vo*Ic，在此：Vo是固態(tài)繼電器兩端的壓降（SCR是1.25到1.4伏，Triac是1.65到1.85伏）Ic是通過繼電器的電流熱學(xué)關(guān)系符合歐姆定律類似的法則，熱阻可由以下方程計(jì)算：R=△T/Pd，在此，Pd是散熱功率，△T是兩測量點(diǎn)的溫度差。散熱圖溫度半導(dǎo)體基板底板散熱器環(huán)境空氣上述熱圖的方程如下：RθJA=RθJC+RθCS+RθSA=(TJ-TA)/Pd(℃/W)RθSA=(TJ-TA)/Pd–(RθJC+RθCS)在此，RθJC=在半導(dǎo)體連接處和固態(tài)繼電器外殼間的熱阻。此值在固態(tài)繼電器技術(shù)參數(shù)中給出。RθCS=固態(tài)繼電器外殼和散熱器之間的熱阻。如果繼電器安裝正確并采用復(fù)合傳熱，此值接近0.1℃/W，如果不采用復(fù)合傳熱，熱阻會(huì)增大10到20倍，變成1到RθSA=散熱器的熱阻。由廠商根據(jù)型號(hào)設(shè)定，熱阻值一般在0.5和3之間。散熱簡易計(jì)算－使用圖表雖然上述計(jì)算非常精確，但在實(shí)際應(yīng)用中需要采用熱電偶或類似的傳感器來測量溫度，這個(gè)過程相當(dāng)繁瑣。為了簡化計(jì)算并幫助選擇散熱器，可以采用供應(yīng)商提供的圖表，它能夠簡便得用來為所有的固態(tài)繼電器選擇最佳的散熱器。25A(1200&600伏)固態(tài)繼電器負(fù)載電流（A）環(huán)境溫度（℃）T散熱器知道了負(fù)載電流（A）和環(huán)境溫度（T），最小散熱性的散熱器可以從下表中選定。為了確保良好工作，通常選取在（T-A）交點(diǎn)上方熱系數(shù)的散熱器。畫一條水平線通過所用的電流，畫一條垂直線通過環(huán)境溫度，選取兩線交點(diǎn)上方的曲線。這樣就選好了散熱片的型號(hào)。例如：T=50℃，A=→畫出A和T線→選取2℃/W的散熱器選取最佳的散熱器，就只要查詢散熱器廠商的樣本，根據(jù)所選散熱器的外形，選取必要的長度來獲得期望的散熱系數(shù)。注意：一般而言，上述給定的系數(shù)是散熱器豎直方向安裝時(shí)的系數(shù)，豎直安裝有助于熱交換。如果用于別的安裝位置，散熱系數(shù)會(huì)減少，接下來將介紹這些系數(shù)。特殊散熱應(yīng)用情況強(qiáng)制空氣冷卻在固態(tài)繼電器和散熱片周圍進(jìn)行強(qiáng)制空氣對流冷卻，對于給定規(guī)格的散熱器而言，肯定具有更好的散熱效果。在強(qiáng)制空氣冷卻下，任何外形的散熱器熱阻系數(shù)可由下述方程式計(jì)算：Rthforcedair=α.Rthnaturalconvection強(qiáng)制空氣冷卻散熱器的效果圖：散熱器安裝方向一般情況下，散熱器的熱系數(shù)通常是按照最佳自然對流和豎直位置給定的。把豎直位置改為水平位置，水平表面朝下或者水平面朝上時(shí)，散熱器的散熱效果會(huì)顯著降低。安裝類型：豎直位置水平，表面朝上水平，表面朝下通常，熱阻可以用下述簡單公式計(jì)算：Rθ=I/hC.(散熱片總散熱面積)m2在此Rθ的單位是℃/WhC=熱傳導(dǎo)系數(shù)，單位是W/m2并且h=1.42K豎直位置h=1.21K水平位置，表面朝上h=0.63K水平位置，表面朝下k值是一個(gè)取決于散熱器溫度和幾何形狀的系數(shù)整個(gè)計(jì)算顯示水平表面朝上位置比豎直位置的熱阻增加了7到10%；同樣計(jì)算得出水平表面朝上位置比水平表面朝下位置的熱阻增加了100%。廠商定義散熱器的熱阻值通?；谧罴焉嵝Ч奈恢茫ㄘQ直位置）。為了簡化計(jì)算，根據(jù)不同安裝位置，可以使用下表中的修正系數(shù)。散熱片安裝方向散熱片散熱系數(shù)修正垂直1水平朝上1.1水平朝下2.1不同溫度差的效果散熱器的熱阻可由公式Rθ=T/P算出在此，T是環(huán)境空氣和散熱器中空氣的溫度差。散熱器生產(chǎn)商的給定熱阻值，通常是根據(jù)給定的￠T(溫度差)值確定的（通常為50℃）。因此，必須正確的考慮真實(shí)的￠T值，并考慮應(yīng)用情況，準(zhǔn)確地選則最佳散熱器，下面原則是毋庸置疑的：“溫差T越大，散熱和熱交換能力就越強(qiáng)，反之，則相反”。散熱器表面情況的作用散熱材料的散熱能力基于散熱器外型(形狀，位置)，所采用的材料，表面情況(對于大散熱器來說)等的一個(gè)復(fù)雜函數(shù)。今天，固態(tài)繼電器采用的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)散熱器是采用未處理的，鍍鉻的或者陽極氧化的擠出鋁型材。每一種不同表面處理產(chǎn)生不同的外觀和散熱能力。這里著重指出，材料的大部分熱輻射主要是不可見光頻譜。由此很容易推斷出，材料的顏色對總的熱輻射沒有多大意義。因此，通過陽極氧化制成的散熱器散熱效果都是相同，與其表面顏色（黑色、綠色或藍(lán)色）沒有什么關(guān)系。散熱器的散熱效果不僅和其表面處理有關(guān)，同時(shí)也和散熱片形狀有關(guān)。一般可以參照下表。陽極氧化鍍鉻未處理相關(guān)散熱性能100%92%87%值得提醒的是，強(qiáng)制空氣冷卻時(shí)，散熱器和周圍環(huán)境之間的熱交換主要以對流形式而非輻射形式；因此表面熱輻射作用可以忽略，陽極氧化的散熱器的散熱性沒有什么優(yōu)勢。控制柜背板的使用為了節(jié)省成本，固態(tài)繼電器通常安裝在控制箱的金屬板上。這種情況下，金屬板就是散熱器。一般情況下，一塊5毫米厚，18平方厘米大小的鋁板的熱阻大約是3℃/W，而相同尺寸的鋼板，在相同條件下熱阻更高，大約為4值得注意的是，在工業(yè)中通常在控制單元的后部裝一塊金屬板，這塊板可以用作散熱器，或者控制柜本身的后板也可以用作散熱器。這種情況下，要增加散熱效果，需特別注意，必須要除去控制單元背板的所有涂漆。多個(gè)固態(tài)繼電器使用同一散熱器散熱器的性能通?；趩蝹€(gè)固態(tài)繼電器裝在散熱器的中央。當(dāng)多個(gè)固態(tài)繼電器裝在同一散熱器上時(shí)，可根據(jù)固態(tài)繼電器的數(shù)量把散熱器進(jìn)行等分成相應(yīng)數(shù)目的單個(gè)散熱器，作為簡單的算法，每段可認(rèn)為是獨(dú)立的。然而，這種方法只適用于繼電器之間相隔很遠(yuǎn)時(shí)使用。對于單個(gè)繼電器而言，這種方法只能在兩個(gè)繼電器之間相距10厘米以上時(shí)才有效。對于多個(gè)固態(tài)繼電器裝在同一散熱器上或者每個(gè)繼電器間間隔小于10厘米，用整組的等效散熱圖來計(jì)算熱阻，下面的例子說明了三個(gè)繼電器裝在同一散熱器上的情況。熱阻圖可以表示為下圖所示。多個(gè)熱源在同一散熱器上的熱回路TJ(n)每個(gè)固態(tài)繼電器結(jié)點(diǎn)溫度TC(n)每個(gè)固態(tài)繼電器外殼溫度TS散熱器中的最高溫度點(diǎn)RθJC(n)每個(gè)繼電器外殼交界處的熱阻RθCS(n)每個(gè)熱源所在散熱器和繼電器外殼間的熱阻RθSA散熱器熱阻要算出最佳RθSA值，使用下面的公式計(jì)算每個(gè)熱源并選擇最低熱阻值RθSA的散熱器。RθSA=TJ1-(RθJC(n)+RθCS(n))P1–TAP1+P2+P3考慮到實(shí)際上熱源分布在散熱器上的點(diǎn)不同，為了確定有更好的散熱效果，使用下面的公式修正。RθSA=calculatedRθSA/0.7舉例特殊安裝的防范措施除了上述在理論方面的考慮之外，在安裝繼電器時(shí)，注意其他一些小細(xì)節(jié)上的預(yù)防措施也是至關(guān)重要的。特別是，散熱器裝在整個(gè)系統(tǒng)中，要不受外部干擾，能自由地發(fā)生自然對流散熱。因此，要確保豎直安裝散熱器。固態(tài)繼電器的安裝位置不能阻撓空氣對流，同樣，其他發(fā)熱元件（電子設(shè)備等）不能安裝在空氣對流的位置上。為防止繼電器基板（鋁板、銅板或鋼板）的破損，安裝螺母時(shí)的緊定扭矩應(yīng)在1.1到1.3牛米之間。這個(gè)扭力值可以確?；宀黄饸馀莺筒黄茡p，同時(shí)增強(qiáng)綜合熱傳遞。在鋁板雙面粘貼上特殊熱化合物，粘液溫度在50℃固態(tài)繼電器負(fù)載類型與選型固態(tài)繼電器負(fù)載開關(guān)在大多數(shù)情況下，按照一般的規(guī)則，如果采用電磁繼電器不會(huì)引起什么特殊的問題。當(dāng)固態(tài)繼電器連接不同類型的負(fù)載時(shí)，由于對固態(tài)繼電器應(yīng)用條件缺乏了解，因而在固態(tài)繼電器的應(yīng)用上經(jīng)常會(huì)遇到很多困難。電阻負(fù)載在一個(gè)純電阻負(fù)載的電路中，瞬間電流總是與兩端的的瞬時(shí)電壓成比例。在這種應(yīng)用中，電流和電壓在相序上同步，可由下述等式描述：V=R.I此處R是電路的電阻。如果采用固態(tài)繼電器對這類負(fù)載進(jìn)行開關(guān)控制，那么強(qiáng)烈推薦使用同步開關(guān)固態(tài)繼電器(過零型固態(tài)繼電器)：當(dāng)電流與電壓同步時(shí)，固態(tài)繼電器會(huì)在電壓和電流過零點(diǎn)時(shí)接通或斷開電路。在種條件下，固態(tài)繼電器將這樣工作：dv/dt值會(huì)受由到電源限定（對于一個(gè)50赫茲230伏的電源來說是105000v/s，即0。1伏/微秒）di/dt值會(huì)由負(fù)載和輸出回路阻抗限定。電阻負(fù)載的同步開關(guān)電源電壓控制信號(hào)負(fù)載電流/電壓負(fù)載固態(tài)繼電器兩端電壓電磁輻射也非常有限，因?yàn)樵陂_關(guān)時(shí)正好位于低功率點(diǎn)上。這種用于電阻負(fù)載的同步開關(guān)型固態(tài)繼電器，特別適合用于加熱器，在這種應(yīng)用中，通常開關(guān)頻率會(huì)比較高。在純電阻負(fù)載應(yīng)用中，大多數(shù)情況下只需簡單考慮電路的最大電流和最高電壓，可以使固態(tài)繼電器能夠正常工作。關(guān)于白熾燈的例外情況白熾燈是電阻負(fù)載中的最差例子，由于其電阻低，尤其在鎢絲處于冷卻的狀態(tài)下，這使其在點(diǎn)亮?xí)r的超載電流可能是穩(wěn)定狀態(tài)下電流10到20倍。白熾燈的電流曲線圖電流點(diǎn)亮點(diǎn)允許浪涌電壓（20毫秒一個(gè)周期）穩(wěn)定狀態(tài)下的電流I＝2基于白熾燈的特性，正常電流只有在幾個(gè)周期后才會(huì)達(dá)到。因此，需要對所選用固態(tài)繼電器進(jìn)行核對，看其過載能力是否可以滿足要求。如果說IRMS是穩(wěn)態(tài)的有效負(fù)載電流，點(diǎn)亮?xí)r的最大電流是：IMAX=20..IRMS如果使用同步開關(guān)型固態(tài)繼電器，回路di/dt值受到限制，使白熾燈壽命大幅延長。為了避免固態(tài)繼電器的損壞，在白熾燈線路中串接熔斷器是個(gè)好辦法，不僅可以在點(diǎn)亮?xí)r保護(hù)固態(tài)繼電器，而且可以在回路突然短路時(shí)保護(hù)固態(tài)繼電器。連接3相電源單相電路中的接線方式同樣可以應(yīng)用到3相供電中的任一相。3相供電的連線230伏～最大230伏常態(tài)(400伏不平衡狀態(tài))在沒有中線的三相平衡電路（星形和三角形連接）應(yīng)用中，可采用開關(guān)2相來代替開關(guān)3相。需要注意的是，當(dāng)回路短路或相不平衡時(shí)會(huì)導(dǎo)致固態(tài)繼電器兩端的最大電壓上升。另外，由于有一相一直連接到設(shè)備上，因此必須確認(rèn)已經(jīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀Ｗo(hù)人員的安全。這種連線方法應(yīng)用于電阻負(fù)載，同樣適用于電感負(fù)載。感性負(fù)載交流電路中感性負(fù)載基本影響是使電流和電壓間產(chǎn)生相位不同步，這種不同步采用0到90°的相位角或者采用間于1和0之間功率因素Pf來描述。功率因素通常用等式計(jì)算：Pf=R/Z=cosφ在此，R是回路電阻Z全阻抗φ相位角對于一個(gè)純電阻電路Pf=1交流供電固態(tài)繼電器中的感應(yīng)電阻和電流相位圖同步開關(guān)型固態(tài)繼電器是為正常工作負(fù)載功率因素在1和0.5（相位角=60°）之間的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。除了很少的一些例外情況，這個(gè)功率因素范圍幾乎包括了實(shí)際應(yīng)用中所有感性負(fù)載。建議在cosφ=<0.7（阻性負(fù)載帶低感性阻抗）時(shí)，盡量不要采用同步開關(guān)型固態(tài)繼電器。注意避免感性負(fù)載飽和，因?yàn)樽杩箍赡軙?huì)變得很低（殘余歐姆值），導(dǎo)致過載或者損壞固態(tài)繼電器。在感性負(fù)載中最常見的問題是在斷開時(shí)的dv/dt值問題。這個(gè)瞬間，負(fù)載電壓瞬時(shí)作用于固態(tài)繼電器的兩端。相位不同步會(huì)導(dǎo)致dv/dt斜率非常高，這將使繼電器反向接通。在固態(tài)繼電器輸出端并聯(lián)濾波器，可以減輕或消除這一問題。對于采用Triac輸出的固態(tài)繼電器，這一問題尤其嚴(yán)重，因?yàn)橄鄬τ诓捎糜肧CR輸出的固態(tài)繼電器，它們耐dv/dt值更差。感應(yīng)負(fù)載0.7＜Pf＜1的同步開關(guān)電源電壓控制信號(hào)負(fù)載電流和電壓電壓電流dv/dt＞＞時(shí)間t在負(fù)載功率因素間于為0.7＜Pf＜1時(shí)，推薦使用同步開關(guān)固態(tài)繼電器(過零型固態(tài)繼電器)。負(fù)載功率Pf＜0.7的例子當(dāng)功率因素小于0.7時(shí)，即使在輸入端有控制信號(hào)，同步開關(guān)型固態(tài)繼電器可能不會(huì)接通。如果負(fù)載的感性程度太高，負(fù)載就會(huì)對在負(fù)載中產(chǎn)生的電流起到強(qiáng)烈抑制。如果在有效的開關(guān)區(qū)域不能產(chǎn)生最小維持電流，輸出元件就不能導(dǎo)通，或者只導(dǎo)通半周期，這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在低負(fù)載電流的應(yīng)用中。這個(gè)問題可以通過在固態(tài)繼電器兩端安裝一個(gè)緩沖型濾波器或在負(fù)載上并聯(lián)分流電阻，使固態(tài)繼電器快速產(chǎn)生最小維持電流來解決。感應(yīng)電阻Pf＜＜0.7的同步開關(guān)最小持續(xù)電流負(fù)載電流控制信號(hào)小于最小維持電流的電流→不能激活激活區(qū)域在這種應(yīng)用中，選用異步開關(guān)型固態(tài)繼電器（瞬時(shí)輸出型固態(tài)繼電器）會(huì)更好，因?yàn)楫惒介_關(guān)型固態(tài)繼電器自身可以在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間建立起最小維持電流，確保導(dǎo)通。另外，因?yàn)楣β室蛩睾芨撸貏e注意dv/dt參數(shù)。變壓器開關(guān)的例子變壓器是感性負(fù)載中一個(gè)特殊，極端的例子，因?yàn)樗芾檬４胚_(dá)到飽和，變壓器的磁導(dǎo)率特性可以用它的B/H曲線描述（磁感應(yīng)強(qiáng)度/磁場強(qiáng)度）。H是磁場強(qiáng)度，其方向與變壓器兩端電壓的方向相同，B是變壓器的磁感應(yīng)強(qiáng)度。在穩(wěn)態(tài)交流電中，變壓器的磁感應(yīng)曲線為M曲線。如果變壓器兩端的電壓在最后的正半周之前切斷，變壓器的剩余磁場將固定在BR點(diǎn)。變壓器的磁循環(huán)圖M曲線磁滯曲線磁感應(yīng)強(qiáng)度飽和區(qū)S曲線H磁場強(qiáng)度變壓器兩端的電壓如果在下一次通電時(shí)前半波是正的，變壓器的磁導(dǎo)率曲線就會(huì)跟隨S曲線前半波，導(dǎo)致高度飽，使得初級線圈的阻抗下降，產(chǎn)生很高的浪涌電流。這種飽和問題會(huì)在隨后逐漸消除，直到恢復(fù)穩(wěn)定的正常工作（如M曲線），如前所述。在飽和狀態(tài)下，根據(jù)飽和程度，變壓器回路阻抗可以等于在回路中變壓器初級線圈電阻和外部其他電阻之和，這個(gè)回路阻抗通常很小。例子：電源電壓:230VAC線圈電阻：1歐姆外部電阻（電線和連接）：0.5歐姆過載峰值電流：IS=230./1.5=216Amps在變壓器線路中接一個(gè)低阻值電阻可以防止過載。這個(gè)被選電阻的前提是不能破壞變壓器的正常工作。通過變壓器的電流電流電流曲線穩(wěn)定電流在這個(gè)例子中，最好選擇一個(gè)固態(tài)繼電器，其至少可以經(jīng)受周期電流為200安培的電流。如果選好一個(gè)同步開關(guān)型固態(tài)繼電器繼電器，變壓器會(huì)有50%的機(jī)率產(chǎn)生飽和狀態(tài)，導(dǎo)致在前半波中產(chǎn)生過載。當(dāng)變壓器沒有充電時(shí)，其只是一個(gè)純電感。通過它的電流只是磁感應(yīng)電流，它與電壓正好正交。在這種情況下，在電壓最高點(diǎn)，也就是在電流的零點(diǎn)開關(guān)限制磁感應(yīng)電流過載。但是根據(jù)次級線圈負(fù)載不同，情況也不同。如果負(fù)載是容性負(fù)載，則建議采用電壓零點(diǎn)開關(guān)。在大多數(shù)情況下，瞬時(shí)開關(guān)型固態(tài)繼電器是比較好的選擇，盡管它不適合于所有的情況，但適用于大多數(shù)變壓器的應(yīng)用。開關(guān)電機(jī)電機(jī)是擁有自己規(guī)律的感性負(fù)載，它與所帶的機(jī)械負(fù)載有關(guān)。啟動(dòng)時(shí)，3相電機(jī)會(huì)產(chǎn)生6-8倍于穩(wěn)態(tài)正常電流的沖擊電流。對于一些單相電機(jī)，啟動(dòng)電流會(huì)高達(dá)10倍于正常電流IN。通過電機(jī)的電流可以以下面的公式計(jì)算：I=PUSABLE/(U.η.cosφ)――對于單相電機(jī)?；蛘撸篒=PUSABLE/(.U.η.cosφ)――對于三相電機(jī)。PUSABLE：有用功η：效率cosφ：功率因素U：電源電壓I：每相中的電流PUSABLE，η和cosφ通常在電機(jī)的銘牌中有標(biāo)識(shí)。除此之外，異步電機(jī)的功率因素是機(jī)械負(fù)載的函數(shù)，在空載運(yùn)行的情況下可認(rèn)為小于0.4或0.5。因此，推薦使用異步開關(guān)型繼電器（瞬時(shí)開關(guān)型）來開關(guān)異步電機(jī)。啟動(dòng)狀態(tài)在選擇決定采用什么固態(tài)繼電器時(shí)，要仔細(xì)考慮電機(jī)啟動(dòng)負(fù)載大小，以及固態(tài)繼電器配套的散熱器大小，特別是多次起停（反復(fù)循環(huán)）產(chǎn)生過載的情況下。啟動(dòng)曲線電機(jī)電流過載電流正常電流近似電流將電流近似成方型曲線，有效電流可定義為：t1啟動(dòng)時(shí)間t2正常運(yùn)作時(shí)間t3暫停時(shí)間可以采用這個(gè)電流有效值并結(jié)合固態(tài)繼電器散熱曲線，確定散熱器大小。通過啟動(dòng)電流值和工作電壓值可以來確定選擇什么固態(tài)繼電器。單相電機(jī)正反轉(zhuǎn)單相電機(jī)可以采用兩個(gè)固態(tài)繼電器來控制，特別注意不能同時(shí)或意外同時(shí)將兩個(gè)固態(tài)繼電器導(dǎo)通，使移相電容C短路。如果不能絕對保證避免兩個(gè)固態(tài)繼電器同時(shí)導(dǎo)通，就需加一個(gè)電阻來限制電容C的放電電流，電阻的阻值可以用下述方法來確定：ITSM：固態(tài)繼電器最大過載電流，電阻的功率表示如下：P=I2RR和P的值可分到兩個(gè)電阻上R1和R2R1=R2=R/2單相電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制轉(zhuǎn)子電源（電源電壓）L1和L2兩端的電壓正交，斷開繼電器兩端的電壓VSSR與電容C兩端的電壓相同，電壓如下：VSSR=VSUPPLY如果L1和L2兩端的電壓不完全正交，當(dāng)電機(jī)停止時(shí)，電壓VSSR會(huì)更高。對于一個(gè)230伏的電機(jī)，要選用一個(gè)額定電壓達(dá)到400伏的固態(tài)繼電器。三相電機(jī)三相帶中線負(fù)載需要在每相中接入固態(tài)繼電器來控制，三相不帶中線的負(fù)載可以只通過兩個(gè)固態(tài)繼電器控制兩相來實(shí)現(xiàn)控制。三相不帶中線負(fù)載接線在三相電機(jī)控制中，在電機(jī)沒有完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，切斷電源，電機(jī)會(huì)稍微產(chǎn)生小于電源電壓的感生電動(dòng)勢，并逐漸減少到零。如果機(jī)械負(fù)載在高高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下快速停止，浪涌電壓會(huì)很高，如下式：當(dāng)電機(jī)的兩相斷開時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢，加上沒有斷開的那一相的電壓，會(huì)在固態(tài)繼電器的兩端產(chǎn)生一個(gè)略小于兩倍電源電壓的電壓。電容負(fù)載純電容負(fù)載不常見，但在一些電子設(shè)備中，它們和其他負(fù)載一起存在（感性負(fù)載或阻性負(fù)載）。對于高容性值（低阻抗）負(fù)載，就要特別注意dl/dt參數(shù)。開關(guān)此類負(fù)載通常用同步開關(guān)型固態(tài)繼電器（過零型固態(tài)繼電器）。在230伏交流供電中，可由下述計(jì)算估計(jì)出dl/dt參數(shù)的最大值：在正弦波過零通道中dv/dt=100000伏/秒在一個(gè)C值的電容器中，電流I可由下式表示：I=C.dv/dt也就是：I(amp)=C(法拉).105我們推薦在高容性回路中串聯(lián)休克電感。固態(tài)繼電器的各種連接并聯(lián)/串聯(lián)固態(tài)繼電器的輸入端既可以并聯(lián)也可以串聯(lián)，而輸出端只能采用串聯(lián)形式，采用FET晶體管輸出的直流固態(tài)繼電器除外。當(dāng)兩個(gè)繼電器的輸出端串聯(lián)時(shí)，最大輸出電流受制于應(yīng)兩個(gè)固態(tài)繼電器中電流小那個(gè)，最大可接受電壓為兩個(gè)固態(tài)繼電器最大可接受電壓之和。增加直流固態(tài)繼電器的輸出電流直流固態(tài)繼電器的輸出電流是有限的，尤其是采用某些晶體管輸出的固態(tài)繼電器?？梢酝ㄟ^外接一個(gè)電源回路來降低這個(gè)弊端。串聯(lián)輸出-并聯(lián)輸入交流電源負(fù)載增加直流固態(tài)繼電器輸出負(fù)載直流固態(tài)繼電器負(fù)載晶體管或達(dá)林頓管總結(jié)負(fù)載類型選用固態(tài)繼電器電阻負(fù)載同步開關(guān)型固態(tài)繼電器電機(jī)負(fù)載異步開關(guān)型固態(tài)繼電器感應(yīng)負(fù)載0.7≤Pf≤1同步開關(guān)型固態(tài)繼電器感應(yīng)負(fù)載Pf＜0.7和變壓器異步開關(guān)型固態(tài)繼電器電容負(fù)載同步開關(guān)型固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器保護(hù)固態(tài)繼電器瞬態(tài)保護(hù)相對于電磁繼電器，固態(tài)繼電器的最大弱點(diǎn)是對電磁干擾以及電壓電流瞬時(shí)浪涌非常敏感。瞬時(shí)故障現(xiàn)象源于兩種情形：由電磁輻射引起，主要對固態(tài)繼電器的低壓電路部分產(chǎn)生干擾，如輸入回路的光耦合器。由負(fù)載電源引起，由于輸入/輸出之間電容耦合很脆弱，這些瞬態(tài)因素主要影響電源負(fù)載輸出回路。然而，無論是何種瞬時(shí)故障現(xiàn)象，它通常由閃電，感性負(fù)載（電機(jī)等）的開關(guān)，配電設(shè)備的通斷（短暫停電等）引起的。這些現(xiàn)象廣泛存在于所有的工業(yè)供電中，在很多應(yīng)用中，只要我們稍加注意，進(jìn)行基本的防范，可以大大降低故障的發(fā)生率。對于這些現(xiàn)象，最基本的安全防范措施是，選用與應(yīng)用情況相符的以及容量大小正確的固態(tài)繼電器，使固態(tài)繼電器能發(fā)揮其所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還留有足夠的安全余量。輸入端的瞬態(tài)現(xiàn)象和保護(hù)固態(tài)繼電器輸入端遇到的主要問題是來自于電磁輻射或電磁干擾產(chǎn)生尖峰電壓。如果尖峰電壓超過最低開啟電壓（1-3伏），固態(tài)繼電器的輸出電路就會(huì)接通，直到輸出回路電流經(jīng)過下一個(gè)零點(diǎn)。如果沒有足夠的保護(hù)，太高的尖峰電壓可能使光電耦合器遭到損壞。輸入端保護(hù)方法保護(hù)固態(tài)繼電器輸入端，可以采用增加RC吸收電路或在輸入端并聯(lián)一個(gè)齊納二極管來防止尖峰電壓沖擊。一般情況下，這些保護(hù)元件已經(jīng)直接整合到固態(tài)繼電器內(nèi)部輸入電路，雖然會(huì)產(chǎn)生幾微秒的開關(guān)繼電器動(dòng)作延遲（這不會(huì)帶來嚴(yán)重的后果，尤其在交流供電中），但可以降低電磁輻射或電磁干擾產(chǎn)生的尖峰脈沖對輸入電路的影響。此外，同步開關(guān)型固態(tài)繼電器本身對尖峰脈沖有保護(hù)性，只要這些尖峰脈沖不在固態(tài)繼電器的有效開關(guān)窗口范圍，同步繼電器可以自然防止這些尖峰脈沖作用于輸入端。輸出端的瞬態(tài)電壓現(xiàn)象輸出端浪涌電壓當(dāng)浪涌電壓襲來時(shí)，如果交流固態(tài)繼電器的輸出端電壓超過了最大允許正向電壓或翻轉(zhuǎn)電壓，可控硅SCR或Triac就會(huì)導(dǎo)通，直到電流在下一此過零點(diǎn)時(shí)才會(huì)關(guān)斷。因?yàn)榭煽毓鑃CR或Triac的開關(guān)速度非常快，開關(guān)動(dòng)作會(huì)被一個(gè)只有幾微秒的短脈沖激活。高于反轉(zhuǎn)電壓導(dǎo)通電壓SCR最大正向電壓輸出電流浪涌電壓時(shí)間（電阻負(fù)載）增加正向電壓dv/dt這一特性與固態(tài)繼電器輸出端元件物理結(jié)構(gòu)有關(guān)，尤其和SCR或Triac可控硅中陽極和陰極之間的耦合電容有關(guān)。如果繼電器兩端的電壓變化太快，會(huì)導(dǎo)致固態(tài)繼電器非受控的導(dǎo)通。這種非受控導(dǎo)通現(xiàn)象后果的嚴(yán)重性取決于應(yīng)用情況，在某些特舒的情況下，會(huì)間接導(dǎo)致固態(tài)繼電器損壞：很高的能量脈沖。用于控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的固態(tài)繼電器，非受控導(dǎo)通會(huì)引起短路。RC保護(hù)(緩沖電路)在固態(tài)繼電器輸出端并聯(lián)一個(gè)RC吸收電路，既可以降低雜波產(chǎn)生的dv/dt梯度，也可以降低雜波的幅度，直到雜波不再出現(xiàn)。吸收電路保護(hù)固態(tài)繼電器觸發(fā)電路RC過濾器RC吸收電路兩端電壓的任何變化，都會(huì)在電容C中產(chǎn)生電流，導(dǎo)致負(fù)載上電壓有如下壓降：這個(gè)壓降會(huì)起到保護(hù)保護(hù)固態(tài)繼電器輸出可控硅SCR的作用。這類吸收濾波方式的最大缺點(diǎn)是顯著增加固態(tài)繼電器的漏電流。一般情況下，采用一個(gè)RC吸收電路會(huì)增加兩倍的漏電電流。所有固態(tài)繼電器通常有緩沖濾波器，可以提高固態(tài)繼電器的性能。然而，有些固態(tài)繼電器采用特殊可控硅SCRs，可以承受很高dv/dt的值，這類繼電器稱為無吸收電路固態(tài)繼電器。吸收電路R,C典型值如下：電阻：33Ω＜R＜100Ω電容：0.1μF＜C＜0.47μF瞬變電壓抑制二極管保護(hù)只單獨(dú)使用緩沖過濾器通常是不足以對固態(tài)繼電器起到有效的保護(hù)，特別是對于那些高能量的雜波。采用瞬變電壓抑制二極管可以大大提高保護(hù)的可靠性。瞬變電壓抑制二極管適用于保護(hù)對中低能量級高速雜波敏感的電子設(shè)備，瞬變電壓抑制二極管的設(shè)計(jì)功能能很好的符合這類設(shè)備的保護(hù)要求，例如，對只持續(xù)1毫秒，甚至低于1毫秒的過載保護(hù)。瞬變電壓抑制二極管也可以提供良好的靜電放電防護(hù)（ESD）。如何選擇瞬變電壓抑制二極管基于瞬變電壓抑制二極管通過電流的能力，以及兩個(gè)電壓VBR和VRM的值。VBR=反向雪崩電壓，在這值以上，電壓稍微增加，瞬變電壓抑制二極管中的電流就會(huì)迅速增大。VRM=待機(jī)電壓。這個(gè)電壓是指瞬變電壓抑制二極管在恒載情況可以承受的電壓。對于更高電壓的應(yīng)用，可將多個(gè)瞬變電壓抑制二極管串聯(lián)起來。然而，在線路中要采用同樣的瞬變電壓抑制二極管來均勻分散能量。注意：瞬變電壓抑制二極管通常是不可以并聯(lián)使用。注意：對于交變電流，使用雙向型的或兩個(gè)瞬變電壓抑制二極管首尾連接使用。壓敏電阻保護(hù)保護(hù)固態(tài)繼電器免受高能量雜波影響，也可以使用壓敏電阻保護(hù)。壓敏電阻保護(hù)的缺點(diǎn)是由于高能量雜波的沖擊，隨著時(shí)間的推移，壓敏電阻就會(huì)失效。因此出現(xiàn)故障后，必須重新替換新的壓敏電阻。壓敏電阻的特性是當(dāng)它兩端的電壓小于其名義電壓時(shí)，壓敏電阻的阻值很大（數(shù)兆歐姆）。然而，當(dāng)它兩端的電壓一旦超過其名義電壓時(shí)，它的阻抗很快就降到1歐姆以下。壓敏電阻反應(yīng)時(shí)間大約為20到50納秒。壓敏電阻基本參數(shù)如下：壓敏電阻必須能夠持久承受的電壓（通常：V壓敏電阻=V電源×1.15）。能被抑制的峰值電壓。由瞬時(shí)現(xiàn)象源（具體應(yīng)用具體分析）所釋放出來的能量大小（能量用焦耳描述）。盡管前兩個(gè)參數(shù)（正確選擇壓敏電阻需要一些基本參數(shù)）可以很簡單地確定，然而我們對瞬時(shí)現(xiàn)象源的阻抗和雜波能量大小卻知之甚少。同樣包括對電源的供電質(zhì)量缺乏明確的估計(jì)，因?yàn)閴好綦娮璧膲勖茈s波脈沖數(shù)量和每次脈沖達(dá)到的能量影響很大。在工業(yè)領(lǐng)域，中等功率的壓敏電阻可以吸收50至130焦耳的脈沖能量。壓敏電阻連接為了起到良好的保護(hù)作用，壓敏電阻通常與被保護(hù)的部件并聯(lián)。然而，在電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制中，壓敏電阻應(yīng)如下述安裝以對雙向都起到充分保護(hù)。MOV在單相固態(tài)繼電器上的連接電源電壓壓敏電阻壓敏電阻在電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制上的連接直流固態(tài)繼電器保護(hù)將一個(gè)二極管與電感負(fù)載，并且在固態(tài)繼電器輸出端并聯(lián)一個(gè)齊納二極管，是最有效消除由于感性負(fù)載斷開時(shí)，在DC回路上產(chǎn)生的高浪涌電壓的一種方式。感性負(fù)載斷開時(shí)產(chǎn)生的高浪涌電壓能量為LI2，因此必須增加一個(gè)保護(hù)二極管，將此能量釋放掉，以保護(hù)固態(tài)繼電器。瞬時(shí)電流保護(hù)跟電壓特性一樣，對固態(tài)繼電器的電流特性，也要留有充分的安全余量。在某些負(fù)載中（如感應(yīng)負(fù)載，電機(jī)等），瞬時(shí)電流現(xiàn)象是負(fù)載本身固有的特性。另外由于某些意外的情況，也可能導(dǎo)致回路中產(chǎn)生瞬時(shí)或持續(xù)的電流過載。一些常用電氣負(fù)載的特性是眾所周知的，可以根據(jù)這些特性來選擇固態(tài)繼電器。電機(jī)的啟動(dòng)電流是其正常電流的10倍。類似的，感應(yīng)負(fù)載在飽和階段的阻抗等于歐姆阻抗，這個(gè)阻抗非常低。如果在選擇固態(tài)繼電器的時(shí)候就考慮到這些因素，所選擇的固態(tài)繼電器就可以承受這樣的過載。此外，同樣的電機(jī)在電機(jī)機(jī)械堵轉(zhuǎn)的情況下，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的過載電流，這最終會(huì)導(dǎo)致可控硅SCR的輸出端過熱燒壞，造成回路會(huì)短路，如果沒有采取保護(hù)措施，電機(jī)會(huì)由于短路而損壞。用快速熔斷器限流選用大大電流固態(tài)繼電器，僅僅只能滿足固態(tài)繼電器能夠承受大電流過載，而不能對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。因此建議在回路中加入熔斷器來對整個(gè)回路進(jìn)行保護(hù)，但是熔斷器必須選用快速熔斷器。熔斷器相當(dāng)于一個(gè)很小的電阻，它能在給定的時(shí)間里吸收一定的能量，一旦能量過大，熔斷器就熔斷了。電流I在電阻R中產(chǎn)生的功率：P=RI2在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的能量：E=RI2t對于熔斷器而言，R是常數(shù)，因而通過熔斷器的能量可簡單地用系數(shù)I2t描述。對于固態(tài)繼電器來說，系數(shù)I2t一般是通過在半個(gè)周波（10ms）內(nèi)通過的最大峰值電流計(jì)算出來的：保護(hù)固態(tài)繼電器的熔斷器，熔斷器選取的I2t系數(shù)應(yīng)比繼電器的I2t系數(shù)低。在有些應(yīng)用中，由熔斷器廠商指定的I2t值應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作電壓加以修正，實(shí)際工作電壓可能同于廠商的參考電壓值。在選用合適的熔斷器時(shí)，要考慮到以下幾點(diǎn)：熔斷器的工作電壓至少要等于供電電壓，熔斷器的額定電流應(yīng)大于穩(wěn)定狀態(tài)下的負(fù)載電流，電路中的最大電流，熔斷器的最大允許峰值電流。固態(tài)繼電器常見故障與分析固態(tài)繼電器常見故障有以下兩種：導(dǎo)通故障和關(guān)斷故障這些故障可能只是在特定的條件下偶爾發(fā)生，不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)，這些故障很難去處理的；但是我們注意下面一些小的細(xì)節(jié)就可以輕松避免，甚至完全消除這些偶然故障：輸出和輸入分開接線，以避免相互干擾。將接線端子正確擰緊。在固態(tài)繼電器上加裝合適的濾波器，從而盡可能避免和消除瞬態(tài)現(xiàn)象。在供電回路中加裝合適的濾波器（電源濾波器），限制供電帶來的干擾。確保控制柜通風(fēng)正確，順暢。安裝適當(dāng)?shù)纳崞鳎ê蛯?dǎo)熱元件）。導(dǎo)通故障如果在控制端輸入控制脈沖后，輸出電路沒有被激活導(dǎo)通，首先要檢查輸出電路的接線。1-如果沒有控制脈沖作用于控制輸入端，輸出電壓應(yīng)等于負(fù)載電壓。如果輸出電壓為零，檢查負(fù)載電路是否是開路狀態(tài)；此外，檢查電路是否正常上電（當(dāng)心負(fù)載電源開關(guān)可能還沒有閉合）。如果輸出電壓等于電源電壓，檢查負(fù)載是否短路，在打開狀態(tài)時(shí)，短路可能損壞固態(tài)繼電器的輸出2-如果有控制脈沖作用于控制輸入端，輸出電壓大約為1.5伏，取決于固態(tài)繼電器。如果不是這樣，檢查輸入端。檢查控制信號(hào)的接線和極性（直流控制固態(tài)繼電器）。測量控制信號(hào)在0和1狀態(tài)下控制電壓和相應(yīng)的電流。如果電流為零，無論電壓怎么改變，則輸入電流有故障。如果控制電壓超出輸入電壓范圍，檢查電源和外部電路。如控制信號(hào)位于輸入信號(hào)范圍內(nèi)，故障仍然存在，就有需要更換固態(tài)繼電器。關(guān)斷故障此故障可以采用拆除控制信號(hào)線來確定：1-如果固態(tài)繼電器斷開，首先檢查控制輸入端的閾值電壓是否太低，閥值電壓太低表明固態(tài)繼電器有故障。如果閾值電壓正確，就要檢查外部控制電路。2-如果斷開控制連線后，固態(tài)繼電器沒有斷開，檢查電源電壓是否超過最大輸出電壓。檢查抑制瞬態(tài)現(xiàn)象的保護(hù)設(shè)備是否正常工作。負(fù)載電流務(wù)必不能超過固態(tài)繼電器最大電流值，因?yàn)殡娏鬟^大會(huì)引起固態(tài)繼電器過度發(fā)熱。檢查固態(tài)繼電器載荷和輸出端，有可能固態(tài)繼電器已經(jīng)短路了，如果短路了，就需要更換繼電器。固態(tài)繼電器替換固態(tài)繼電器替換介紹我們在日常生產(chǎn)和設(shè)備維護(hù)中，經(jīng)常會(huì)遇到固態(tài)繼電器交貨來不及，而設(shè)備要等著出廠；現(xiàn)場設(shè)備停工，而損壞的固態(tài)繼電器又沒法及時(shí)供貨，甚至找不到供應(yīng)商和廠家的情況。在這種情況下，為及時(shí)解決設(shè)備出貨，及時(shí)維修好設(shè)備保證工廠生產(chǎn)恢復(fù)正常，就有必要考慮采用合適的固態(tài)繼電器替換原來的固態(tài)繼電器。中國固態(tài)繼電器網(wǎng)為您提供專業(yè)的固態(tài)繼電器替換選型，并且承諾損一賠二。固態(tài)繼電器替換注意事項(xiàng)固態(tài)繼電器安裝安裝問題是固態(tài)繼電器替換中難度最大的問題。對于PCB安裝的固態(tài)繼電器來說，首先要考慮