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如何选择SSR的型号规格
主要是选取适当的额定电流的固态继电器(SSR)除特别说明以外整流可控等功率模块亦然
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1.31.4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57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12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
选型方法
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]
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
5. 继电器输入回路信号
在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时,可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻,以使输入信号不超过其额定参数值
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
交流固态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
负载与SSR的选择
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上述情况使SSR在特殊负载的应用多少变得有点复杂可行的办法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
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电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
输入回路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。2007年主要提供的,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……阅读全文 >>
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防止触电。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。过热SSR在导通时,元件将承受P=V(管压降)×I(负载)的耗散功率,其中V有效值和I有……阅读全文 >>
固态继电器工作原理固态继电器是一种新型的无触点电子开关,由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片,采用混合工艺组装来实现控制回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔离及信号耦合,由固态器件实现负载的通断切换功能,内部无任何可动部件。尽管市场上的固态继电器型号规格繁多,但它们的工作原……阅读全文 >>
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。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……阅读全文 >>
它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件,单相SSR为四端有源器件,其中两个输入控制端,两个输出端,输入输出间为光隔离,输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后,输出端就能从断态转变成通态。固态继电器交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型(简称……阅读全文 >>
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……阅读全文 >>
(1)高寿命,高可靠:固态继电器没有机械零部件,由固体器件完成触点功能,由于没有运动的零部件,因此能在高冲击,振动的环境下工作,由于组成固态继电器的元器件的固有特性,决定了固态继电器的寿命长,可靠性高。固态继电器(2)灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好:固态继电器的输入电压范围较……阅读全文 >>
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。下面以交流型的SSR为例来说明它的工作原理,图1是它的工作原理框图,图1中的部件①~④构成交流SSR的主体,从整体上看,SSR只有两个输入端(A和B)及两个输出端(C和D),是一种四端……阅读全文 >>
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,继电器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……阅读全文 >>
固态继电器的关键技术参数有:输入电压范围在环境温度25c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……阅读全文 >>