選擇固態(tài)繼電器應(yīng)根據(jù)設(shè)備的應(yīng)用條件和固態(tài)繼電器的性能參數(shù)來(lái)決定,尤其是要對(duì)使用場(chǎng)合的過(guò)流,過(guò)壓情況和固態(tài)繼電器的負(fù)載能力權(quán)衡后作出選擇,這樣才有助于實(shí)現(xiàn)固態(tài)繼電器的長(zhǎng)壽命和高可靠性。
固態(tài)繼電器的選型
1.固態(tài)繼電器按照切換負(fù)載性能分,可以分為直流型和交流型兩大類(lèi),交流型有“過(guò)零”和“非過(guò)零”兩種類(lèi)型的產(chǎn)品,其開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)有常開(kāi)式和常閉式兩種,常開(kāi)式也是目前市場(chǎng)上比較多的一種,在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和選購(gòu)的時(shí),務(wù)必要弄清設(shè)計(jì)的要求和被控負(fù)載的情況。
2.交流型SSR是針對(duì)工作在50HZ下工作而設(shè)計(jì)的。應(yīng)用時(shí)被控交流電源頻率的要求是在40-60HZ范圍內(nèi)正常工作,要求波形為正弦波。在此頻率范圍外貨非純正弦波作用下能否正常工作,要視產(chǎn)品的具體情況而定。
3.選用具體的固態(tài)繼電器時(shí),首先確定它的電性能參數(shù),如輸入電壓或電流,輸出電壓或電流,過(guò)載電流以及dv/dt等,與實(shí)際要求額技術(shù)指標(biāo)是否相符或匹配,以及外界電路或負(fù)載是否匹配等。
4.在選用某種型號(hào)的時(shí)候,需要考慮其外形,裝配方式和散熱情況。
5.固態(tài)繼電器的負(fù)載能力與工作環(huán)境的溫度有關(guān),當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),固態(tài)繼電器的負(fù)載能力隨之下降,所以在選擇SSR的額定工作電流時(shí)應(yīng)留有充分余地。
6.固態(tài)繼電器導(dǎo)通時(shí)本身耗散的功率會(huì)使外殼溫度身高,而最大負(fù)載電流隨外殼溫度的升高而下降,為使固態(tài)繼電器能滿(mǎn)額運(yùn)行,應(yīng)該減少其本身的發(fā)熱量并加強(qiáng)散熱效果,可以加裝適當(dāng)規(guī)格散熱板。
7.連接固態(tài)繼電器時(shí),注意直流控制電壓的大小與極性。
8.對(duì)于交流型固態(tài)繼電器,其輸出端加RC吸收回路是必需的,在購(gòu)買(mǎi)期間時(shí),應(yīng)該弄清型號(hào)內(nèi)是否配置了RC吸收回路,可能有的裝了,有的沒(méi)有裝,對(duì)于感性負(fù)載,尤其是重感性負(fù)載,除配置了RC吸收回路外,還應(yīng)增加壓敏電阻器。壓敏電阻器的標(biāo)稱(chēng)工作電壓可選電源電壓有效值的1.9倍。
9.焊接時(shí)間問(wèn)題,在使用針孔焊接式SSR和觸發(fā)是SSR時(shí),氣焊接溫度不應(yīng)該高于260℃,焊接時(shí)間小于10S,對(duì)于螺絲固定式SSR,應(yīng)該加墊圈防止松動(dòng),而且扭勁不宜過(guò)大,防止期間損壞。
10.固態(tài)繼電器的輸入和輸出間的隔離方式有光電式隔離和干簧管繼電器隔離等。采用光電式隔離方式,其內(nèi)的發(fā)光二極管的反向擊穿電壓僅為6V左右,為確保器件使用安全,應(yīng)在發(fā)光俄日機(jī)關(guān)回路中串聯(lián)一個(gè)保護(hù)二極管,以防反向擊穿。
11.注意規(guī)定的工作電流,當(dāng)輸入信號(hào)源的電壓較高時(shí),必須在輸入回路中串接限流電阻。
12.在使用時(shí),務(wù)必注意與固態(tài)繼電器輸出端串接的負(fù)載絕不可短路。
固態(tài)繼電器的輸入端有何要求
固態(tài)繼電器有直流控制輸入和交流控制輸入兩類(lèi)。直流控制輸入均采用恒流源電路,輸入電壓范圍3---32VDC,輸入電流5—15MA,可反便地與TTL電路及微機(jī)接口。安裝時(shí)續(xù)注意控制端的正負(fù)極性。交流控制輸入的固態(tài)繼電器控制電壓為90—280VAC,用于無(wú)直流電源的場(chǎng)合。
如何根據(jù)電路的電源電壓,瞬態(tài)電壓和dv/dt選擇固態(tài)繼電器?
直流固態(tài)繼電器只適用于控制直流電源和負(fù)載,交流固態(tài)家電器只適用于控制交流電源和負(fù)載。負(fù)載電源的電壓不能超過(guò)繼電器的額定輸出電壓,也不能低于規(guī)定的最小輸出電壓。
使用中,可能加至固態(tài)繼電器輸出端的最大電壓峰值,一定要低于固態(tài)繼電器的瞬態(tài)電壓值。切換交流電感負(fù)載,單相電機(jī)和三相電機(jī)負(fù)載,或這些負(fù)載電路上電時(shí),固態(tài)繼電器輸出端都可能會(huì)出現(xiàn)兩倍于電源電壓峰值的電壓。對(duì)此類(lèi)負(fù)載,可以選用額定輸出電壓?jiǎn)蜗酁?80Vac,三相為530Vac的交流固態(tài)繼電器。峰值阻斷電壓分別可達(dá)800V和1400V。
對(duì)感性和容性負(fù)載,當(dāng)交流固態(tài)繼電器在零電流關(guān)斷時(shí),電源電壓不為零,并且以較大的dv/dt值加至固態(tài)繼電器輸出端。因此應(yīng)選用dv/dt高的繼電器。尤其用于正反轉(zhuǎn)控制固態(tài)繼電器
常用固態(tài)繼電器有HS、GTJ、JGW、KW、G3FD-×03SN、GZ1-L、G22-L、SZT036、JGJ、JGZ等系列產(chǎn)品。當(dāng)固態(tài)繼電器選用時(shí),主要考慮固態(tài)繼電器的類(lèi)型及帶負(fù)載能力(主要技術(shù)指標(biāo)有額定輸入電壓、輸入電流、額定輸出電壓、輸出電流、浪涌電流、輸出導(dǎo)通壓降、輸出漏電流、工作頻率)。選用的固態(tài)繼電器應(yīng)有一定的功率余量,其輸出電壓和輸出電流應(yīng)高于受控電路電壓與電流的1倍。若受控電路為電感性負(fù)載,則固態(tài)繼電器的輸出電壓和輸出電流應(yīng)高于受控電路電源電壓與電流的2倍以上。
固態(tài)繼電器使用注意事項(xiàng)
1、導(dǎo)通后的管壓降較大,可達(dá)1~2V,對(duì)于大功率固態(tài)繼電器,導(dǎo)通后的功耗和發(fā)熱量也較大,使用時(shí)應(yīng)考慮散熱條件(如加散熱器、風(fēng)機(jī)冷卻等)。
2、關(guān)斷后仍可有數(shù)微安至數(shù)毫安的漏電流,不能實(shí)現(xiàn)理想的電隔離。對(duì)于某些功率較小的負(fù)載(如、線(xiàn)圈、電磁鐵等),應(yīng)該選用漏電流小于1mA的固態(tài)繼電器,否則會(huì)引起誤動(dòng)作。
3、對(duì)過(guò)載有較大的敏感性,必須用快速熔斷器或RC阻尼電路對(duì)其進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。
4、SSR為電流驅(qū)動(dòng)型,在邏輯電路驅(qū)動(dòng)時(shí)應(yīng)盡可能地采用低電平輸出進(jìn)行驅(qū)動(dòng),以保證有足夠的帶負(fù)載能力和盡可能低的零電平。
5、多個(gè)SSR的輸入端可以串并聯(lián)使用,但應(yīng)滿(mǎn)足并聯(lián)驅(qū)動(dòng)電流大于多個(gè)SSR的輸入電流之和,串聯(lián)驅(qū)動(dòng)電壓大于多個(gè)開(kāi)啟電壓(以4V計(jì)算)之和。
6、交流SSR適用于50Hz或60Hz的工頻電網(wǎng),不宜應(yīng)用到高次諧波分量大的場(chǎng)合。例如,輸出端有多組負(fù)載需要分別切換時(shí),如果采用SSR作為開(kāi)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(guò)熱而炸裂。
1、固態(tài)繼電器的優(yōu)點(diǎn)
(1)高壽命,高可靠:固態(tài)繼電器沒(méi)有機(jī)械零部件,有固體器件完成觸點(diǎn)功能,由于沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的零部件,因此能在高沖擊,振動(dòng)的環(huán)境下工作,固態(tài)繼電器的壽命長(zhǎng),可靠性高。
?。?)靈敏度高,控制功率小,電磁兼容性好:固態(tài)繼電器的輸入輸出電壓范圍較寬,驅(qū)動(dòng)功率低,可與大多數(shù)邏輯兼容不需加緩沖器或驅(qū)動(dòng)器。
?。?)快速轉(zhuǎn)換:固態(tài)繼電器因?yàn)椴捎霉腆w器件,所以切換速度可從幾毫秒至幾微妙。
(4)電磁干擾小:固態(tài)繼電器沒(méi)有輸入“線(xiàn)圈”,沒(méi)有觸點(diǎn)燃弧和回跳,因而減少了電磁干擾。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個(gè)零電壓開(kāi)關(guān),在零電壓處導(dǎo)通,零電流處關(guān)斷,減少了電流波形的突然中斷,從而減少了開(kāi)關(guān)瞬態(tài)效
2、固態(tài)繼電器的缺點(diǎn)
?。?)導(dǎo)通后的管壓降大,可控硅或雙相控硅的正向降壓可達(dá)1-2V,大功率晶體管的飽和壓降也在1-2V之間,一般功率場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻也較機(jī)械觸點(diǎn)的接觸電阻大。
?。?)半導(dǎo)體器件關(guān)斷后仍有數(shù)微安至數(shù)毫安的漏電流,不能實(shí)現(xiàn)理想電隔離。
?。?)管壓降大,導(dǎo)通后的功耗和發(fā)熱量也大,大功率固態(tài)繼電器的體積遠(yuǎn)大于同容量的電磁繼電器,成本也較高。
(4)的溫度特性和電子線(xiàn)路的抗干擾能力較差,耐輻射能力也較差,如不采取有效措施,則工作可靠性低。
?。?)固態(tài)繼電器對(duì)過(guò)載有較大的敏感性,必須用快速熔斷器或RC阻尼電路對(duì)其進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。固態(tài)繼電器的負(fù)載與環(huán)境溫度明顯有關(guān),溫度升高,負(fù)載能力將迅速下降。
?。?)交直流不能通用,觸點(diǎn)組數(shù)少,另外過(guò)電流、過(guò)電壓及電壓上升率、電流上升率等指標(biāo)差。