什么是固态继电器?20个固态继电器(SSR)应用及故障判断处理详解

什么是固态继电器
20个固态继电器(SSR)应用及故障判断处理详解
1、什么是固态继电器,有什么优缺点?
固态继电器(亦称固体继电器)英文名称为SolidState Relay,简称SSR。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。
2、固态继电器可应用于哪些场合?
固态继电器目前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。
3、固态继电器可分为哪些类型?
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。
4、过零型SSR与随机型SSR的区别?
当输入端施加有效的控制信号时,随机型SSR输出端立即导通(速度为微秒级),而过零型SSR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SSR均在小于维持电流时关断。虽然过零型SSR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,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SSR的特点是反应速度快,它可以控制移相触发脉冲达到方便地改变交流电网电压,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。
5、过零型SSR与随机型SSR在用途上有什么区别?
红外线烘干箱⑴、过零型SSR用作“开关”切换(从“开关”切换功能而言即等同于普通的继电器或接触器),我们通常讲的固态继电器多数都为过零型(过零型SSR只能“开关”不能“调压”)。
⑵、随机型SSR主要用于“斩波调压”(但随机型SSR的控制信号必须为与电网同步且上升沿可在0°-180°范围内改变的方波信号时才能实现调压,单一电压信号或0-5V的模拟信号并不能使其调压,从“调压”功能的角度讲随机型SSR完全不同于普通的继电器或接触器)。
⑶、各类调压模块或固态继电器内部作为输出触点的器件均为可控硅,且都是依靠改变可控硅导通角来达到“调压”的目的,故输出的电压波形均为“缺角”的正弦波(不同于自耦调压器输出的完整正弦波),因此存在高次谐波,有一定噪音,电网有一定“污染”(国内外同类产品均相同,这是由斩波调压原理决定的)。
6、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?
电缆防盗报警装置在感性负载的场合,当SSR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/
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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SSR比由一只双向可控硅构成的普通型SSR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SSR。
7、如何判断固态继电器是否已经损坏?
一般情况下,万用表不能判别SSR的好坏,正确的方法采用图1-2的测试电路:当输入电流为零时,电压表测出的电压为电网电压,电灯不亮(灯泡功率须25W以上);当输入电流达到一定值以后,电灯亮,电压表测出的电压为SSR导通压降(在3V以下)。pstang
初次使用者务必注意:因SSR内部有RC回路而带来漏电流,因此不能等同于普通触点式的继电器、接触器,请参考后面的注意事项。
8、固态继电器(或其他功率模块)一定需要配散热器吗?
是的。除了电流小于6A的单相固态继电器以外,所有功率模块都需要选用合适的散热器配合使用。
9、固态继电器的发热及散热器的选择。
脱硫催化剂⑴、固态继电器的发热及散热器的选择:固态继电器或模块的发热量主要跟所驱动的负载的实际电流有关,而与其本身的电流等级大小关系不大。
⑵、发热量的计算公式(两种):
①、单相固态继电器、单相交流调压模块、R系列固体调压器发热量=实际负载电流(安培)×1.5瓦/安培。
②、对三相固态继电器、三相交流调压模块,其实际负载电流应为三相实际负载电流之和。
③、对于单相全控整流模块发热量=实际负载电流(安培)×3.0瓦/安培。
⑶、散热器的作用就是把固态继电器或模块产生的热量散发出去,散热效果不但跟散热器的大小有关,还跟环境温度(季节)、通风条件(自然冷却或强迫冷却及风量大小)以及安装密度等因素均有关。
⑷、散热效果的参考标准:使固态继电器或模块的底板(与散热器接触面)温度不得超过80℃。因此实际应用中可在散热器安装面靠近固态继电器或模块的边缘处(20mm以内)安装一只75℃的温度开关(带一对常闭触点),把固态继电器或模块的控制信号串入这对常闭触点,这样当检测点温度超过75℃时,常闭触点跳开,切断控制信号,强迫关闭固态继电器或模块的输出,使其得到保护。一般在每相实际电流超过50A、安装密度大、环境温度高的地方,最好采用温度开关保护。
⑸、选用散热器除考虑上述因素外,还要考虑固态继电器或模块本身体积与散热器能否相配,以及散热器在机柜中的安装空间。但最终要保证即使在最恶劣情况下固态继电器或模块的底板温度也不得超过80℃。
10、在散热器上安装功率模块的要点。
固态继电器与散热器安装面须涂一层薄导热硅脂。
11、固态继电器或其他功率模块适用的电网频率。
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固态继电器SSR适用于50Hz或60Hz的工频电网上,不宜于低频或高次谐波分量大的场合,
如变频器输出端有多组负载需要分别切换,采用SSR作为开关则可能由于高次谐波使其不能可靠关断,并且高次谐波还可能使SSR内部的RC吸收回路因过热而炸裂。

本文发布于:2024-09-22 11:35:05,感谢您对本站的认可!

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