固體繼電器

1固體繼電器工作原理
　　固體繼電器(Solid State Relay，縮寫SSR)是一種無觸點電子開關，內部無任何可動部件，完全由固體器件實現負載的通斷切換功能，控制回路與負載回路通過光電耦合器或變壓器進行隔離和傳輸。
輸入電路多為直流輸入，個別的為交流輸入，直流輸入電路又分為阻性輸入和恒流輸入，阻性輸入電路的輸入控制電流隨輸入電壓呈線性變化，恒流輸入電路，在輸入電壓達到一定值時，電流不再隨電壓的升高而明顯增大，這種繼電器可適用于相當寬的輸入電壓范圍。
輸出電路主要由輸出器件和起瞬態抑制作用的吸收回路組成，有時還包括反饋電路。目前輸出器件主要有晶體三極管(Transistor)、單向可控硅 (Thyristor或SCR)、雙向可控硅(Triac)、MOS場效應管(MOSFET)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等。　　

2固體繼電器特點
　　 1)輸入功率小，直流固體繼電器的典型值為10mA，可以和邏輯電路兼容。
　　 2)開關速度快，固體繼電器的轉換速度多為十幾到幾十微秒，最快的幾微秒，除交流固體繼電器需半周過零切換外最大的約幾百微秒。
　　 3)輸出接通電阻穩定，無機械和電磨損造成的接觸不良。
　　 4)抗干擾能力強，固體繼電器輸入輸出間采用光電或變壓器隔離，避免了輸出對輸入邏輯電路的影響，同時輸出電路具有較高的抗脈沖電流的過負載能力。
　　 5)對外界干擾小，固體繼電器的輸入電流很小，無電磁繼電器輸入線圈在關斷時產生的數百伏甚至幾千伏的反電動勢，輸出電路不存在由于觸點抖動、回路和電弧火花所引發的電磁干擾和射頻干擾。
　　 6)壽命長，固體繼電器沒有觸點，不存在機械和電磨損，它的壽命就是半導體器件的壽命，所以固體繼電器在額定負載下的電壽命一般可達上億次動作。
　　 7)工作可靠性高，固體繼電器無活動部件，不存在觸點回跳、抖動，因此其輸出信號不會引發邏輯電路多次動作，采用密封結構，具有耐惡劣的機械和氣候環境的能力，只要選擇和使用正確，就會實現應用的高可靠。

二、固體繼電器選用

1注意事項
　　 1)接線正確，禁止輸入端和輸出端接錯以及極性接反。
　　 2)加電前須檢查負載，禁止負載電阻短路時接通繼電器。
　　 3)使用時確保固體繼電器殼體、散熱器良好散熱。
　　 4)接線端接觸要良好，松弛或焊接不良都會造成繼電器異常發熱而引起產品失效。
　　 5)固體繼電器存在輸出漏電流，更換或配線作業時，務必切斷電源，確保人身安全。
　　 6)負載電壓和電流不能超出繼電器規格書規定的范圍，否則會導致產品失效。
　　 7)安裝前后防止摔、碰，超過產品規定值的振動和沖擊可能會損壞繼電器。
　　 8)對于PCB安裝的SSR，焊接240 ~ 260℃，小于10秒。

2正確的選型

2.1根據負載特性，選擇合適的SSR很重要。由于負載在切換時會產生浪涌電流和過電壓，過高的浪涌電流是造成SSR失效的最常見原因，因此要求冗余設計，電流請參考下表，繼電器耐壓應選取工作電壓的2 ~ 3倍。
不同種類的負載其浪涌電流與其正常工作額定電流相比較：

2.2認真閱讀SSR規格書，確保SSR的使用環境符合要求。

3正確使用

　　3.1輸入回路
3.1.1確認固體繼電器有足夠的激勵，輸入電壓(電流)的最小值必須大于繼電器規定的最小觸發電壓(電流)，且不應超過規定的最大輸入電壓(電流)，過大的輸入電壓(電流)會造成繼電器永久性的損壞；
[接線示例]


3.1.2輸入端的瞬態脈沖可能會導致繼電器的誤動作，盡量短的連線和添加濾波電路可有效防止繼電器的誤動作；
3.1.3輸入為直流時，請特別注意繼電器輸入的正負極性，超過繼電器規定的反極性電壓可能會造成繼電器永久性的損壞。

3.2輸出回路
3.2.1交流負載：切換交流感性負載時出現瞬態過電壓，內置RC吸收回路的抑制能力有限，有可能會超過SSR的耐壓值，導致SSR因過電壓而損壞，因此建議在繼電器輸出端跨接壓敏電阻，壓敏電阻的選型推薦如下：



3.2.2直流負載：在連接線圈、電磁閥等感性負載時，請在電路中接入逆向保護二極管，超過SSR的瞬態電壓，會導致SSR輸出器件損壞。用反向保護二極管抑制瞬態 電壓具有最佳效果。但線圈和電磁閥的復位時間會變長，請在實際使用回路上進行確認后再使用。另外，在縮短復位時間的問題上，可使用二極管和穩壓二極管，這 時，穩壓二極管的穩壓電壓(Vz)愈高，則復位時間就愈短。




　　3.3環境要求
SSR 使用環境溫度，應參照SSR規格書中的摳涸氐緦饔牖肪澄露惹邤進行熱設計，避免出現因SSR過溫而導致的失效。多個SSR并排安裝時，可能會出現局部 SSR異常發熱的情況，所以安裝時應留有足夠的間距來防止熱量的積累，至于間距尺寸，請參閱詳細的產品規格書。(若沒有具體說明，推薦取一個SSR的厚度 作為間隔距離)。
對于額定電流5A以下的固體繼電器，一般不需要外加散熱器，大于5A的繼電器務必外加散熱器，且散熱器與繼電器散熱底板之間要均勻涂敷導熱硅脂。
請勿在陽光直射或紫外線可照射到的地方使用和存放SSR，陽光直射或紫外線照射會導致樹脂的性能下降，而且使外殼發生龜裂或破損。
此 外，也不可在能接觸到水或化學藥品的環境中使用或存放。否則，會使金屬部件生銹、腐蝕及樹脂劣化。長期保管SSR時，端子的表面會因裸露在空氣中而氧化， 氧化端子的可焊性、導電性會降低，因此，在使用經過長期存放的SSR之前，一定要先確定端子的可焊性及導電性，合格后才使用。
附：產品型號與散熱器選配：


3.4安裝
3.4.1PCB安裝的SSR：端子孔徑及焊盤直徑，過孔的焊盤直徑可以比表內數值稍微小一點。

　　3.4.2螺釘安裝：推薦力距值