固態(tài)繼電器是用分離的電子元器件、集成電路（或芯片）及混合微電路技術(shù)結(jié)合發(fā)展起來的一種具有繼電特性的無觸點(diǎn)式電子開關(guān)，為四端有源器件。其中兩個(gè)端子為低電流輸入控制端，另外兩端為高電流輸出受控端，即負(fù)載端，中間采用光電隔離，作為輸入輸出之間電氣隔離。在輸入端加上直流或脈沖信號(hào)，輸出端就能從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)，無信號(hào)時(shí)就呈阻斷狀態(tài)，從而控制較大負(fù)載。但由于這種隔離，繼電器的負(fù)載端實(shí)際上通過開關(guān)電路來供電，所以要啟動(dòng)繼電器必須在負(fù)載端同時(shí)提供電壓和負(fù)載。
固態(tài)繼電器是具有壽命長(zhǎng)、可靠性高、開關(guān)速度快、電磁干擾小、無噪聲、無火花等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于航天、航海、家電、機(jī)床、通訊、化工、煤礦等工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。
固態(tài)繼電器的組成部分
固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無觸點(diǎn)電子開關(guān)，在開關(guān)過程中無機(jī)械接觸部件，因此固態(tài)繼電器除具有與電磁繼電器一樣的功能外，還具有邏輯電路兼容，耐振耐機(jī)械沖擊，安裝位置無限制，具有良好的防潮防霉防腐蝕性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也極佳，輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等特點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外圍接口設(shè)備，調(diào)溫、調(diào)速、調(diào)光、電機(jī)控制、電爐加溫控制、電力石化、醫(yī)療器械、金融設(shè)備、煤炭、儀器儀表、交通信號(hào)等領(lǐng)域。
固態(tài)繼電器有三部分組成：輸入電路，隔離(耦合)和輸出電路。按輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負(fù)邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時(shí)，通常使用兩個(gè)可控硅或一個(gè)雙向可控硅，直流輸出時(shí)可使用雙極性器件或功率場(chǎng)效應(yīng)管。
固態(tài)繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)
1、固態(tài)繼電器的優(yōu)點(diǎn)
(1)高壽命，高可靠：固態(tài)繼電器沒有機(jī)械零部件，有固體器件完成觸點(diǎn)功能，由于沒有運(yùn)動(dòng)的零部件，因此能在高沖擊，振動(dòng)的環(huán)境下工作，由于組成固態(tài)繼電器的元器件的固有特性，決定了固態(tài)繼電器的壽命長(zhǎng)，可靠性高。固態(tài)繼電器
(2)靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好：固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動(dòng)功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動(dòng)器。
(3)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?。汗虘B(tài)繼電器沒有輸入“線圈”，沒有觸點(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，從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。
2、固態(tài)繼電器的缺點(diǎn)
(1)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。
(2)半導(dǎo)體器件關(guān)斷后仍可有數(shù)微安至數(shù)毫安的漏電流，因此不能實(shí)現(xiàn)理想的電隔離。
(3)由于管壓降大，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)遠(yuǎn)大于同容量的電磁繼電器，成本也較高。
(4)電子元器件的溫度特性和電子線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。
(5)固態(tài)繼電器對(duì)過載有較大的敏感性，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。
(6)主要不足是存在通態(tài)壓降(需相應(yīng)散熱措施)，有斷態(tài)漏電流，交直流不能通用，觸點(diǎn)組數(shù)少，另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標(biāo)差。固態(tài)繼電器
SSR/固態(tài)繼電器問題百解
與機(jī)械繼電器相比，使用SSR有什么優(yōu)點(diǎn)呢？
很多應(yīng)用中，需要很快的切換功率元件（從幾瓦到到數(shù)千瓦）。一個(gè)很好的例子是溫控系統(tǒng)中的加熱器元件的控制。通過寬脈沖調(diào)幅調(diào)節(jié)輸入系統(tǒng)的加熱，周期地開關(guān)固定功率的加熱元件，從幾秒到幾分鐘。機(jī)械式繼電器具有有限的開關(guān)次數(shù)，因?yàn)樗鼈兊脑?jīng)過幾萬次之后就用壞了。SSR就沒有這些問題。如果應(yīng)用得當(dāng)，可以無限運(yùn)行。
使用SSR有哪些限制呢？
與機(jī)械式繼電器相比，SSR的限制非常少。首先，因?yàn)镾SR是基于半導(dǎo)體的，所以既不能全路導(dǎo)通，又不能全路關(guān)斷。這意味著處于"on"狀態(tài)，有電流時(shí)，繼電器仍然具有內(nèi)阻，使繼電器發(fā)熱。當(dāng)處于"off"狀態(tài)，繼電器仍然具有少量的泄漏電流，通常幾毫安。電流泄漏可以用來保持某些負(fù)載不會(huì)關(guān)斷，特別是高阻抗時(shí)。另外，SSR對(duì)于電壓的瞬變非常敏感，盡管Opto22的繼電器都具有非常好的瞬變保護(hù)，如果繼電器經(jīng)受足夠次數(shù)的沖擊時(shí)，也會(huì)損壞或降低性能。這就使得SSR用于驅(qū)動(dòng)大電感機(jī)電負(fù)載時(shí)，例如有些螺線管或電動(dòng)機(jī)時(shí)，不是特別理想的。SSR也絕不能應(yīng)用于某些條件下，比如安全電源開關(guān)，因?yàn)榧词乖趏ff狀態(tài)下，也存在泄漏電流。通過SSR的泄漏電流存在，也可能會(huì)出現(xiàn)高電壓。即使繼電器不傳導(dǎo)大電流，開關(guān)端也將會(huì)"發(fā)熱"，因此非常危險(xiǎn)。
請(qǐng)問您制造多相繼電器嗎？
Opto22僅制造單相SSR。如果需要多相操作，每一相使用一個(gè)繼電器。由于SSR使用的半導(dǎo)體類型的限制，制造多相SSR是不實(shí)際的。然而，多相操作可以通過使用多個(gè)繼電器來實(shí)現(xiàn)。
可以將多個(gè)SSR并聯(lián)起來從而獲得較高的電流等級(jí)嗎？
不行。沒有辦法能保證兩個(gè)或多個(gè)繼電器并聯(lián)使用時(shí)，會(huì)同時(shí)接通。對(duì)于每一個(gè)繼電器，輸出端都需要一個(gè)最小的電壓才能起作用。由于光電隔離的特性，觸點(diǎn)實(shí)際上是通過開關(guān)電路來供電的。一個(gè)繼電器先接通時(shí)，第二個(gè)繼電器會(huì)失去導(dǎo)通電壓，這樣它就不會(huì)接通了，或者至少要等到第一個(gè)繼電器不再攜帶很大的電流時(shí)才導(dǎo)通。
"過零"導(dǎo)通電路指的是什么呢？
所謂"過零"是指，當(dāng)加入控制信號(hào)，交流電壓過零時(shí)，SSR才會(huì)變?yōu)橥☉B(tài)；而當(dāng)斷開控制信號(hào)后，SSR要等待交流電的正半周與負(fù)半周的交界點(diǎn)(零電位)時(shí)，SSR才會(huì)變?yōu)閿鄳B(tài)。如下圖所示。這種設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的EMI/RFI噪聲也非常低，能防止產(chǎn)生高次諧波干擾和對(duì)電網(wǎng)的污染。所以只有在交流電壓的零電位點(diǎn)，ACSSR才會(huì)導(dǎo)通（有控制電壓信號(hào)）或關(guān)斷（無控制電壓信號(hào)）。所有的Opto22ACSSR都設(shè)有過零導(dǎo)通和關(guān)斷電路。當(dāng)AC電壓為零時(shí)，沒有電流流過，這就使得繼電器中的半導(dǎo)體設(shè)備安全、容易的通斷。
可以使用ACSSR來控制DC嗎？
不行。由于上面所述的過零電路，繼電器將永遠(yuǎn)不會(huì)導(dǎo)通，即使通了，也關(guān)不了。因?yàn)镈C電壓不可能降到零。
可以使用DCSSR來控制AC嗎？
不行。用于Opto22DCSSR的半導(dǎo)體設(shè)備是極性的。當(dāng)極性反轉(zhuǎn)，波形改變時(shí)，它將關(guān)斷或?qū)ā?/p>
DCSSR可以用來控制模擬信號(hào)嗎？
不推薦使用，原因很多。首先，通過繼電器的壓降將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)丟失。其次，操作電壓和電流較低時(shí)，SSR的導(dǎo)通特點(diǎn)是非線性的。使用機(jī)械繼電器，效果會(huì)更好。
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