固态继电器(全电子电路组合的元件)
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更新时间:2023-05-31
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固态继电器是一种由微电子电路、分立电子器件和电力电子功率器件组成的无触点开关,可以实现控制端与负载端的隔离。通过使用隔离器件,固态继电器的输入端可以用微小的控制信号直接驱动大电流负载。固态继电器
全电子电路组合的元件
固态继电器(Solid State Relay,缩写SSR),是由微电子电路,分立电子器件,电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号,达到直接驱动大电流负载。
基本信息
中文名 | 固态继电器 |
外文名 | Solid State Relay |
别名 | SSR |
功能 | 短路保护 ,过载保护和过热保护 |
解释 | 由微电子电路 |
简介
单相固态继电器它为单刀单掷常开式结构,用LED显示工作状态。它是用现代微电子技术与电力电子技术发展起来的一种新型无触点开关器件。它可以实现用微弱的控制信号(几毫安到几十毫安)控制0.1A直至几百A电流负载,进行无触点接通或分断。它为四端有源器件,两个输入控制端,两个负载输出端,输出端与负载、电源串联,输入输出之间为光电隔离,内置RC吸收回路,输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从断态转变成通态。
整个器件没有任何可动部件或触点,实现了相当于电磁继电器的功能。固态继电器工作可靠,无触点、无火花、寿命长、无噪声,无电磁干扰,开关速度快,抗干扰能力强,且体积小,耐振动、耐冲击,防爆、防潮、防腐蚀,能与TTL、DTL、HTL等逻辑电路兼容,以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载的目的。
固态继电器
组成部分
组成固态继电器有三部分组成:输入电路,隔离(耦合)和输出电路。安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。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。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。交流输出时,通常使用两个可控硅或一个双向可控硅,直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。分类按工作性质分有直流输入-交流输出型、直流输入-直流输出型、交流输入-交流输出型、交流输入-直流输出型。按安装方式有装置式(面板安装),线路板安装型。按元件分有普通型和增强型。交流固体继电器按开关方式分有电压过零导通型(简称过零型)和随机导通型(简称随机型);按输出开关元件分有双向可控硅输出型(普通型)和单向可控硅反并联型(增强型);按安装方式分有印刷线路板上用的针插式(自然冷却,不必带散热器)和固定在金属底板上的装置式(靠散热器冷却);另外输入端又有宽范围输入(DC3-32V)的恒流源型和串电阻限流型等。SSR固态继电器以触发形式,可分为零压型(Z)和调相型(P)两种。在输入端施加合适的控制信号VIN时,P型SSR立即导通。当VIN撤销后,负载电流低于双向可控硅维持电流时(交流换向)SSR关断。Z型SSR内部包括过零检测电路,在施加输入信号VIN时,只有当负载电源电压达到过零区时SSR才能导通,并有可能造成电源半个周期的最大延时。Z型SSR关断条件同P型,但由于负载工作电流近似正弦波,高次谐波干扰小,所以应用广泛。SSR由于采用输出器件不同,有普通型(S采用双向可控硅元件)和增强型(HS采用单向可控硅元件)之分。当加有感性负载时,在输入信号截止t1之前,双向可控硅导通,电流滞后电源电压90O(纯感时)。t1时刻输入控制信号撤销,双向可控硅在小于维持电流时关断(t2)可控硅将承受电压上升率dv/dt很高的反向电压。这个电压将通过双向可控硅内部的结电容,正反馈到栅极。如果超过双向可控硅换向dv/dt指标(典型值10V/s将引起换向恢复时间长甚至失败。单向可控硅(增强型SSR)由于处在单极性工作状态,此时只受静态电压上升率所限制(典型值200V/s),因此增强型固态继电器HS系列比普通型SSR的换向dv/dt指标提高了520倍。由于采用两只大功率单向可控硅反并联,改变了电流分配和导热条件,提高了SSR输出功率。增强型SSR在大功率应用场合,无论是感性负载还是阻性负载耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性,均超过普通固态继电器,并达到了进口产品的基本指标,是替代普通固态继电器的更新产品。
固态继电器
应用S系列固态继电器,HS系列增强型固态继电器、可以广泛用于:计算机外围接口装置,恒温器和电阻炉控制、交流电机控制、中间继电器和电磁阀控制、复印机和全自动洗衣机控制、信号灯交通灯和闪烁器控制、照明和舞台灯光控制、数控机械遥控系统、自动消防和保安系统、大功率可控硅触发和工业自动化装置等。在应用中需要考虑下述问题。
固态继电器
1、器件的发热SSR在导通时,元件将承受P耗=V有€讥有的热耗散功率,其中V有效值和I有效值分别为饱和压降和工作电流的有效值。此时,需依据实际工作环境条件,严格参照额定工作电流时允许的外壳温升(75℃),合理选用散热器尺寸或降低电流使用,否则将因过热引起失控,甚至造成产品损坏。在线路板上使用,连续负载电流23A时,可选用S€?3S€?4产品,5A时可选用S€?08W3封装产品。10A以下,可采用散热条件良好的仪器底板。10A以上,需配散热器。30A以下采用自然风冷,连续负载电流大于30A时,需采用仪器风扇强制风冷。
2、封装和安装形式卧式W型、立式L型,体积小适用于印制板直接焊接安装。立式L2型,既能适合于线路板焊接安装,也能适用于线路板上插接安装。K型及F型,适合散热器及仪器底板安装。大功率SSR(K型和F型封装)安装时,应注意散热器接触面应平整,并需涂复导热硅脂(先锋T-50)。安装力矩愈大,接触热阻愈小。大电流引出线,需配冷压焊片,以减少引出线接点电阻。
3、输入端驱动SSR按输入控制方式,可分为电阻型、恒流源和交流输入控制型。目前主要提供的,是供5VTTL电平用电阻输入型。使用其他控制电压时,可相应选用限流电阻。SSR输入属于电流型器件,当输入端光耦可控硅完全导通后(微秒数量级),触发功率可控硅导通。当激励不足或斜波式的触发电压,有可能造成功率可控硅处于临界导通边缘,并造成主负载电流流经触发回路引起的损坏。例如基本性能测试电路、输入为可调电压源,测试负载用100W灯泡,输入触发信号应为阶跃逻辑电平,强触发方式。国外厂商提供的器件标准电流为10mA,考虑到全温度工作范围(-40+70℃),发光效率稳定和抗干扰能力,推荐最佳直流触发工作电流在12-25mA之间。SSR输入端可并联或串联驱动。串联使用时,一个SSR按4V电压考虑,12V电压可驱动3个SSR。
4、干扰问题SSR产品也是一种干扰源,导通时会通过负载产生辐射或电源线的射频干扰,干扰程度随负载大小而不同。白炽灯电阻类负载产生的干扰较小,零压型在交流电源的过零区(即零电压)附近导通,因此干扰也较小。减少的方法是在负载串联电感线圈。另外,信号线与功率线之间,也应避免交叉干扰。
固态继电器
5、过流/过压保护快速熔断器和空气开关通用的过电流保护方法。快速熔断器可按额定工作电流的1.2倍选择,一般小容量可选用保险丝。特别注意负载短路,是造成SSR产品损坏的主要原因。感性及容性负载,除内部RC电路保护外,建议采用压敏电阻并联在输出端,作为组合保护。金属氧化锌压敏电阻(MOV)面积大小决定吸收功率,厚度决定保护电压值。交流220V的SSR,选用MYH12、430V、12的压敏电阻;380V选用MYH12、750V压敏电阻;较大容量的电机变压器应选用MYH20、24通流容量大的压敏电阻。
6、关于负载的考虑SSR对一般的负载应是没有问题的,但也必须考虑一些特殊的负载条件,以避免过大的冲击电流和过电压,对器件性能造成不必要的损坏。白炽灯、电炉等类的“冷阻”特性,造成开通瞬间的浪涌电流,超过额定工作电流值数倍。一般普通型SSR,可按电流值的2/3选用。增强型SSR,可按厂商提供的参数选用。在恶劣条件下的工业控制现场,建议留有足够的电压、电流余量。某些类型的灯在烧断瞬间会出现低阻抗。气化和放电通道以及容性负载,如切换电容器组或电容器电源,会造成类似短路状态。可在线路中进一步串联电阻或电感,作为限流措施。电机的开启和关闭,也会产生较大的冲击电流和电压。中间继电器、电磁阀吸合不可靠时引起的抖动,以及电容换向式电机换向时,电容电压和电源电压的叠加会在SSR两端产生二倍电源的浪涌电压。控制变压器初级时,也应考虑次级线路上的瞬态电压对初级的影响。此外,变压器也有可能因为两个方向电流不对称,造成饱和引起的浪涌电流异常现象。就是通过示波器去测量可能引起的浪涌电流和电压,从而选用合适的SSR和保护措施。固态继电器已广泛应用于计算机外围接口装置,电炉加热恒温系统,数控机械,遥控系统、工业自动化装置;信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统;仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机;自动消防,保安系统,以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等,另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。
特性1、负载类型,输出电流和浪涌电流使用中流过继电器输出端的稳态电流不得超过产品详细规范规定的相应温度下的额定输出电流,可能出现在浪涌电流不得超过继电器的过负载能力,用户在选用固体继电器时,必须考虑继电器在保证稳态工作的前提下,能够承受这个浪涌电流。给出考虑负载浪涌电流和继电器过负载能力后,常温下各种负载的稳态电流对固态继电器额定输出电流的降额系数的推荐值。负载类型电阻电热白炽灯交流电磁铁变压器单相电机三相电机降额系数10.80.50.50.50.12~0.240.18~0.33举例:设固态继电器负载为电磁铁,电磁铁工作电流为1.4A,根据降额系数,计算出额定电流值为1.4A/0.5=2.8A,留一点余量,选择3A的固态继电器较合适。
固态继电器
2、输出电压、瞬态电压和DV/DT直流固态继电器只适用于控制直流电源和负载,交流固态继电器只适用于控制交流电源和负载交流直流通用(双向)固态继电器可适用于交流、直流和双向方波的控制。负载电源的电压不能超过继电器的额定输出电压,也不能低于规定的最小输出电压,可能加至继电器输出端的最大电压峰值,一定要低于继电器的瞬态电压值。切换交流电感负载,单相电机和三相电机负载,或这些负载电器上电时,继电器输出端可能出现两倍于电源电压峰值的电压。对感性和容性负载,当交流固体继电器在零电流关断时,电源电压不为零,并且以较大的DV/DT值加至继电器的输出端,因此应选用DV/DT高的继电器。
3、输入特性阻性输入固态继电器的输入电压一般可分为两档,适应低电压输入信号的10-30V,还有是输入电压范围较大的恒流输入固体继电器,范围在4-24V,固态继电器的输入电流一般在10MA左右,可与TTL电路兼容。
4、其它特性包括固态继电器的输出电压降,输出漏电流,零点交流,绝缘电阻,介质耐压等电气特性。所在固态继电器都具有零和非过零两种方式,非过零请助用户注明,选用固态继电器要留有余量预防负载短路,应选用适量快速熔断器,在控制感性负载时,一定要考虑负载的启动特性,在控制感性负载时,一定要考虑负载的启动特性,电流大于40A时,需加风扇强冷或水冷,风速大于6米/秒。
说明:
1、负载10A及以上,必须安装散热器,40A以上加风扇强冷或水冷。
2、使用感性负载时,请必须在输出端并接一压敏电阻,取值为负载电压的1.6-1.9倍。
技术参数1.输入电压范围:在环境温度25'c下,固态继电器能够工作的输入电压范围。2.输入电流:在输入电压范围内某一特定电压对应的输入电流值。
固态继电器
3.接通电压:在输入端加该电压或大于该电压值时,输出端确保导通。
4.关断电压:在输入端加该电压或小于该电压值时,输出端确保关断。
5.反极性电压:能够加在继电器输入端上,而不应起永久性破坏的最大允许反向电压。
6.额定输出电流:环境25'C时的最大稳态工作电流。
7.额定输出电压:能够承受的最大负载工作电压。
8.输出电压降:当继电器处于导通时,在额定输出电流下测得的输出端电压。
9.输出漏电流:当继电器处于关断状态施加额定输出电压时,流经负载的电流值。
10.接通时间:当继电器接通时,加输入电压到接通电压开始至输出达到其电压最终变化的90%为止之间的时间间隔。
11.关断时间:当继电器关断时,切除输入电压到关断电压开始至输出达到其电压最终变化的10%为止之间的时间间隔。
12.过零电压:对交流过零型固态继电器,输入端加入额定电压,能使继电器输出端导通的最大起始电压。
13.最大浪涌电压:继电器能承受的而不致造成永久性损坏的非重复浪涌(或过载)电流。
14.电器系统峰值:在继电器工作状态继电器输出端能够承受的最大迭加的瞬时峰值击穿电压。
15.电压指数上升率dv/dt:继电器的输出元件能够承受的不使其导通的电压上升率。
16.工作温度:继电器安规范安装或不安装散热板时,其正常工作的环境温度范围。特点交流固态继电器与通常的电磁继电器不同:无触点、输入电路与输出电路之间光(电)隔离、由分立元件.半导体微电子电路芯片和电力电子器件组装而成,以阻燃型环氧树脂为原料,采用灌封技术持其封闭在外壳中、使与外界隔离,具有良好的耐压、防腐、防潮抗震动性能。主要不足是存在通态压降(需相应散热措施),有断态漏电流,触点组数少,另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。区别由于触发信号方式不同,过零型和随机型之间的区别主要在于负载交流电流导通的条件不同。当输入端施加有效的控制信号时,随机型LSR负载输出端立即导通(速度为微秒级),而过零型LSR则要等到负载电压过零区域(约±15V)时才开启导通。当输入端撤消控制信号后,过零型和随机型LSR均在小于维持电流时关断,这两种类型的关断条件相同。虽然过零型LSR有可能造成最大半个周期的延时,但却减少了对负载的冲击和产生的射频干扰,在负载上可以得到一个完整的正弦波形,成为理想的开关器件,在“单刀单掷”的开关场合中应用最为广泛。随机型LSR的特点是反应速度快,它可以用控制移相触发脉冲来方便地改变负载的交流工作电压,从而应用于精确地调温、调光等阻性负载及部分感性负载场合。双向可控硅输出的普通型与单向可控硅反并联输出的增强型的区别在感性负载的场合,当LSR由通态关断时,由于电流、电压的相位不一致,将产生一个很大的电压上升率dv/dt(换向dv/dt)加在双向可控硅两端,如此值超过双向可控硅的换向dv/dt指标(典型值为10V/μs)则将导致延时关断,甚至失败。而单向可控硅为单极性工作状态,只受静态电压上升率dv/dt(典型值为100V/μs)影响,由两只单向可控硅反并联构成的增强型LSR比由一只双向可控硅构成的普通型LSR的换向dv/dt有了很大提高,因此在感性或容性负载场合宜选取增强型LSR。
固态继电器
原理
SSR按使用场合可以分成交流型和直流型两大类,它们分别在交流或直流电源上做负载的开关,不能混用。
工作时只要在A、B上加上一定的控制信号,就可以控制C、D两端之间的“通”和“断”,实现“开关”的功能,其中耦合电路的功能是为A、B端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道,但又在电气上断开SSR中输入端和输出端之间的(电)联系,以防止输出端对输入端的影响,耦合电路用的元件是“光耦合器”,它动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的绝缘(耐压)等级高;由于输入端的负载是发光二极管,这使SSR的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配,在使用时可直接与计算机输出接口相接,即受“1”与“0”的逻辑电平控制。触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号,驱动开关电路④工作,但由于开关电路在不加特殊控制电路时,将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网,为此特设“过零控制电路”。所谓“过零”是指,当加入控制信号,交流电压过零时,SSR即为通态;而当断开控制信号后,SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点(零电位)时,SSR才为断态。这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染。吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌(电压)对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作)而设计的,一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻(压敏电阻器)
特点
固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关,在开关过程中无机械接触部件,因此固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外,还具有逻辑电路兼容,耐振耐机械冲击,安装位置无限制,具有良好的防潮防霉防腐蚀性能,在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳,输入功率小,灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好,噪声低和工作频率高等特点。
(1)SSR内部无机械部件,结构上采用了灌注全密封方式,因此,SSR具有耐振、耐腐蚀、长寿命及高可靠等优点,其开关寿命高达1010万次;
(3)开关时间短,约为10ms,可应用在频率较高的场合;
(4)输入电路与输出电路之间采用光电隔离,绝缘电压2500V以上;
(5)输入功耗很低,与TTL,COMS电路兼容;
(6)输出端有保护电路;
(7)负载能力强。
固态继电器
缺点
(3)由于管压降大,导通后的功耗和发热量也大,大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器,成本也较高。
(4)电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差,耐辐射能力也较差,如不采取有效措施,则工作可靠性低。
(5)固态继电器对过载有较大的敏感性,必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过载保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关,温度升高,负载能力将迅速下降。
(6)主要不足是存在通态压降(需相应散热措施),有断态漏电流,交直流不能通用,触点组数少,另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。
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。
配用适当散热器
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。
如何保护SSR
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
选购
如何选择SSR的型号规格
根据不同的负载类型来选用SSR的额定电流。阻性负载、感性负载和容性负载在刚起动时瞬时电流较大。即使是纯阻性,由于具有正温度系数,冷态时电阻值较小,因而有较大的起动电流。电炉刚接通时电流为稳定时的1.3—1.4倍。白炽灯接通时电流为稳态10倍。有些金属卤化物灯不但开启时间长达10分钟,而且有高达100倍稳态时的脉冲电流。
异步电动机起动电流为额定值的5—7倍,直流电机起动电流还要大。不但如此,感性负载还具有较高的反电势。这是一个不定值,随L和di/dt的不同而不同。通常为电源电压的1—2倍,这样和电源电压叠加。有高达三倍的电源电压。
容性负载具有更大的危险性,因为起动时,由于电容器两端的电压不能突变,电容器(负载)相当于短路。这种负载在选型时更要特别注意。
需要特别指出的是用户不要将SSR的浪涌电流值作为选择负载起动电流的依据。SSR的浪涌电流值是以晶闸管浪涌电流为标准的。它的前提条件是半个(或一个)电源周波。即10或20ms。而前述启动过程,少则几百毫秒、几分钟,多则高达10分钟。这点务必敬请高度注意。
应用实例
保养方法
1.在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时,因引线端子为高导热材料制成,焊接时应在温度小于250℃、时间小于10S的条件下进行,如考虑周围温度的原因,必要时可考虑降额使用,一般将负载电流控制在额定值的1/2以内使用。
2.各种负载浪涌特性对固态继电器SSR的选择
被控负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流,由于热量来不及散发,很可能使SSR内部可控硅损坏,所以用户在选用继电器时应对被控负载的浪涌特性进行分析,然后再选择继电器。使继电器在保证稳态工作前提下能够承受这个浪涌电流,选择时可参考表2各种负载时的降额系数(常温下)。
如所选用的继电器需在工作较频繁、寿命以及可靠性要求较高的场合工作时,则应在表2的基础上再乘以0.6以确保工作可靠。
一般在选用时遵循上述原则,在低电压要求信号失真小可选用采用场效应管作输出器件的直流固态继器;如对交流阻性负载和多数感性负载,可选用过零型继电器,这样可延长负载和继电器寿命,也可减小自身的射频干扰。如作为相位输出控制时,应选用随机型固态继电器。
3.使用环境温度的影响
固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大,在安装使用过程中,应保证其有良好的散热条件,额定工作电流在10A以上的产品应配散热器,100A以上的产品应配散热器加风扇强冷。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触,并考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果。
如继电器长期工作在高温状态下(40℃~80℃)时,用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据,考虑降额使用来保证正常工作。
4.过流、过压保护措施
在继电器使用时,因过流和负载短路会造成SSR固态继电器内部输出可控硅永久损坏,可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型(选择继电器应选择产品输出保护,内置压敏电阻吸收回路和RC缓冲器,可吸收浪涌电压和提高dv/dt耐量);也可在继电器输出端并接RC吸收回路和压敏电阻(MOV)来实现输出保护。选用原则是220V选用500V-600V压敏电阻,380V时可选用800V-900V压敏电阻。
6在具体使用时,控制信号和负载电源要求稳定,波动不应大于10%,否则应采取稳压措施。
7.在安装使用时应远离电磁干扰,射频干扰源,以防继电器误动失控。
8.固态继电器开路且负载端有电压时,输出端会有一定的漏电流,在使用或设计时应注意。
9.固态继电器失效更换时,应尽量选用原型号或技术参数完全相同的产品,以便与原应用线路匹配,保证系统的可靠工作。
技术参数
固态继电器的关键技术参数有:
输入电压范围
在环境温度25'c下,固态继电器能够工作的输入电压范围。
输入电流
在输入电压范围内某一特定电压对应的输入电流值。
接通电压
在输入端加该电压或大于该电压值时,输出端确保导通。
关断电压
在输入端加该电压或小于该电压值时,输出端确保关断。
反极性电压
能够加在继电器输入端上,而不应起永久性破坏的最大允许反向电压。
额定输出电流
环境25'C时的最大稳态工作电流。
额定输出电压
能够承受的最大负载工作电压。
输出电压降
当继电器处于导通时,在额定输出电流下测得的输出端电压。
输出漏电流
当继电器处于关断状态施加额定输出电压时,流经负载的电流值。
接通时间
当继电器接通时,加输入电压到接通电压开始至输出达到其电压最终变化的90%为止之间的时间间隔。
关断时间
当继电器关断时,切除输入电压到关断电压开始至输出达到其电压最终变化的10%为止之间的时间间隔。
过零电压
对交流过零型固态继电器,输入端加入额定电压,能使继电器输出端导通的最大起始电压。
最大浪涌电压
继电器能承受的而不致造成永久性损坏的非重复浪涌(或过载)电流。
电器系统峰值
在继电器工作状态继电器输出端能够承受的最大迭加的瞬时峰值击穿电压。
电压指数上升率dv/dt
继电器的输出元件能够承受的不使其导通的电压上升率。
工作温度
继电器按规范安装或不安装散热板时,其正常工作的环境温度范围。
技术术语
环境温度范围:
固态继电器正常工作时周围空气温度极限,通常给出工作和贮存两种条件下的温度值,最大温度还受散热器和功率因素的限制。
介质耐压(单位:V)
固态继电器输入端与输出端,输入端、输出端散热底板之间能承受的最大电压值。注意:不允许测量同一输入(或输出)电路引出端之间的介质耐压,测量之前应先将它们短路。
绝缘电阻(单位:MΩ):
固态继电器输入端与输出端,输入端、输出端散热底板之间施加500VDC的电压测量的电阻值。注意:不允许测量同一输入(或输出)电路引出端之间的绝缘电阻,测量之前应先将它们短路。
电气系统峰值(单位:V):
在规定的环境条件下,固态继电器输入端开路,在输出端的额定输出电压之上迭加特定波形和能量的电压,试验一分钟。试验后固态继电器仍符合规定。
关断时间(单位:ms):
从切除常开型固态继电器输入端电压达到保证关断电压开始至输出端电压达到其电压最终变化90%为止的时间间隔。
导通时间(单位:ms):
从施加于常开型固态继电器输入端电压达到保证接通电压开始到输出端电压达到其电压最终变化的90%为止的时间间隔。
输出端漏电流(单位:mA):
在输入端没有施加导通控制信号的情况下,流过输出端之间最大(有效值)断态漏电流。通常是指整个温度范围内在最大的输出额定电压下的值。该值主要是输出端缓冲器产生。
在规定的环境温度下,输出端满负载电流跨于输出端两端所呈现的最大(峰值)电压降。
瞬态过压(单位:PIV):
固态继电器在维持其关断状态的同时,能够承受而不致造成损坏或失误的允许施加电压的最大偏离。超过该瞬态电压可以使固态继电器导通,若满足电流条件则是非破性的。瞬态持续时间一般不做规定,可以在几秒的数量级,受内部偏值网络功耗或电容器额定值的限制。
最小断态dv/dt(静态)(单位:V/us):
在没有施加导通控制信号时,固体继电器输出端(交流)能够承受不致导通的电压上升率。通常表达为最大额定电压下的最小电压上升率。
最大重复性导通电压峰值(单位;VRMS):
在施加导通控制信号半周之后,在每一后续半周即要导通之前,跨于输出端两端所呈现的最大(峰值)断态电压。这一参数对具有或不具有“零导通”特点的固态继电器同样适用。
最大过零导通电压(单位:VRMS)(也称过零电压):
在施加导通控制信号之后,在每一后续半周即要导通之前,跨于输出端两端所呈现的最大(峰值)断态电压。
功耗(在额定电流下)(单位:W):
最大I2t(选择熔丝用)(单位:A2s):
固态继电器承受最大非重复性脉冲电流的能力,用于熔丝的选择。
最大过流(单位:A):
在规定持续时间不允许流过的最大瞬时电流,通常以1秒的有效值来表述。
最大浪涌电流(非重复性)(单位:A):
在规定持续时间不允许流过的最大瞬时电流,持续时间的典型值为交流电的一个周期(10ms)通常规定为峰值以及电流对时间的曲线。
最小负载电流(单位:mA):
固态继电器执行规定工作所必须的最小负载电流。它一般与最大负载电流一并作为“工作电流范围”列出。
最大负载电流(单位:A):
在规定的环境温度下,固态继电器的最大稳态负载电流能力,它还受散热器和环境温度条件的散热限制。
输出电压范围(单位:V):
在规定的环境温度下,施加于输出端的电压范围,在该范围固态继电器继续处于关断或切换状态,或换句话说执行规定的状态。线路的频率值或包括在内,或单位指明(交流)。
最小输入阻抗(单位:Ω):
在给定电压下的最小阻抗。作为输入电流的替代或补充,它确定输入功率要求。
反极性电压(仅适用于直流输入)(单位;V):
在规定的环境温度下,能够加在固态继电器输入端上而不致造成固态继电器永久损坏的最大允许反向电压。该值一般确定为输入电压的上限值。
输入电流(单位:mA):
在规定的环境温度下,施加规定的输入电压于固态继电器输入端,流入其输入回路的电流值。
保证关断电压(单位:V):
在规定的环境温度下,施加于输入端,当输入在该值或该值之下时能保证输出端处于关断状态的电压。
保证接通电压(单位:V):
在规定的环境温度下,施加于输入端,当输入在该值或该值之上时能保证输出端处于导通状态的电压。
输入电压范围(单位;V):
在规定的环境温度下,施加在输入端,使输出端维持“导通”状态的电压范围。一般情况下直流输入有:3-32VDC恒流输入型和3-14VDC、10-40VDC阻性输入型。交流输入有:90-280VAC输入型。输入电压的下限即为所谓的保证接通电压,输入电压的上限即所谓的反极性电压(仅适用于直流输入)。
参考资料
[1]
固态继电器的选用[引用日期2014-03-02]
[2]
固态继电器工作原理 固态继电器接线图[引用日期2015-03-05]
[3]
固态继电器的常规特性[引用日期2014-03-01]
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固态继电器——具有隔离功能的无触点电子开关