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數(shù)控機(jī)床

固態(tài)繼電器介紹及工作原理

星之球激光 來(lái)源:電子工程世界2012-10-16 我要評(píng)論(0 )   

1.什么是固態(tài) 繼電器 ,有什么優(yōu)缺點(diǎn)? 固態(tài)繼電器(亦稱固體繼電器)英文名稱為SolidStateRelay,簡(jiǎn)稱SSR。它是用 半導(dǎo)體 器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點(diǎn)作為切換裝置的具有繼電器...

        1.什么是固態(tài)繼電器,有什么優(yōu)缺點(diǎn)?

  固態(tài)繼電器(亦稱固體繼電器)英文名稱為SolidStateRelay,簡(jiǎn)稱SSR。它是用半導(dǎo)體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點(diǎn)作為切換裝置的具有繼電器特性的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)器件,單相SSR為四端有源器件,其中兩個(gè)輸入控制端,兩個(gè)輸出端,輸入輸出間為光隔離,輸入端加上直流或脈沖信號(hào)到一定電流值后,輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。

  固態(tài)繼電器工作可靠,壽命長(zhǎng),無(wú)噪聲,無(wú)火花,無(wú)電磁干擾,開關(guān)速度快,抗干擾能力強(qiáng),且體積小,耐沖擊,耐振蕩,防爆、防潮、防腐蝕、能與TTL、DTL、HTL等邏輯電路兼容,以微小的控制信號(hào)達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載。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(guò)電流、過(guò)電壓及電壓上升率、電流上升率等指標(biāo)差。

 

        2.固態(tài)繼電器可應(yīng)用于哪些場(chǎng)合?

  固態(tài)繼電器目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外圍接口裝置,電爐加熱恒溫系統(tǒng),數(shù)控機(jī)械,遙控系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化裝置;信號(hào)燈、閃爍器、照明舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng);儀器儀表、醫(yī)療器械、復(fù)印機(jī)、自動(dòng)洗衣機(jī);自動(dòng)消防,保安系統(tǒng),以及作為電網(wǎng)功率因素補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙莸那袚Q開關(guān)等等,另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場(chǎng)合中都有大量使用。

 

        3.固態(tài)繼電器可分為哪些類型?

  交流固態(tài)繼電器按開關(guān)方式分有電壓過(guò)零導(dǎo)通型(簡(jiǎn)稱過(guò)零型)和隨機(jī)導(dǎo)通型(簡(jiǎn)稱隨機(jī)型);按輸出開關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)型(增強(qiáng)型);按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式(自然冷卻,不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻);另外輸入端又有寬范圍輸入(DC3-32V)的恒流源型和串電阻限流型等。

 

        4.過(guò)零型SSR與隨機(jī)型SSR在用途上有什么區(qū)別?

  過(guò)零型SSR用作“開關(guān)”切換(從“開關(guān)”切換功能而言即等同于普通的繼電器或接觸器),我們通常講的固態(tài)繼電器多數(shù)都為過(guò)零型(過(guò)零型SSR只能“開關(guān)”不能“調(diào)壓”)。

  隨機(jī)型SSR主要用于“斬波調(diào)壓”(但隨機(jī)型SSR的控制信號(hào)必須為與電網(wǎng)同步且上升沿可在0°-180°范圍內(nèi)改變的方波信號(hào)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)調(diào)壓,單一電壓信號(hào)或0-5V的模擬信號(hào)并不能使其調(diào)壓,從“調(diào)壓”功能的角度講隨機(jī)型SSR完全不同于普通的繼電器或接觸器)。有一點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào),各類調(diào)壓模塊或固態(tài)繼電器內(nèi)部作為輸出觸點(diǎn)的器件均為可控硅,且都是依靠改變可控硅導(dǎo)通角來(lái)達(dá)到“調(diào)壓”的目的,故輸出的電壓波形均為“缺角”的正弦波(不同于自耦調(diào)壓器輸出的完整正弦波),因此存在高次諧波,有一定噪音,電網(wǎng)有一定“污染”(國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品均相同,這是由斬波調(diào)壓原理決定的)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  固態(tài)繼電器的分類與工作原理

  固態(tài)繼電器(SolidStateRelays,縮寫SSR)是一種無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān),由分立元器件、膜固定電阻網(wǎng)絡(luò)和芯片,采用混合工藝組裝來(lái)實(shí)現(xiàn)控制回路(輸入電路)與負(fù)載回路(輸出電路)的電隔離及信號(hào)耦合,由固態(tài)器件實(shí)現(xiàn)負(fù)載的通斷切換功能,內(nèi)部無(wú)任何可動(dòng)部件。盡管市場(chǎng)上的固態(tài)繼電器型號(hào)規(guī)格繁多,但它們的工作原理基本上是相似的。主要由輸入(控制)電路,驅(qū)動(dòng)電路和輸出(負(fù)載)電路三部分組成。


  
  固態(tài)繼電器的輸入電路是為輸入控制信號(hào)提供一個(gè)回路,使之成為固態(tài)繼電器的觸發(fā)信號(hào)源。固態(tài)繼電器的輸入電路多為直流輸入,個(gè)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的正向變化。恒流輸入電路,在輸入電壓達(dá)到一定值時(shí),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(dāng)寬的輸入電壓范圍。


  
  固態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)電路可以包括隔離耦合電路、功能電路和觸發(fā)電路三部分。隔離耦合電路,目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光-三極管、光-雙向可控硅、光-二極管陣列(光-伏)等。高頻變壓器耦合,是在一定的輸入電壓下,形成約10MHz的自激振蕩,通過(guò)變壓器磁芯將高頻信號(hào)傳遞到變壓器次級(jí)。功能電路可包括檢波整流、過(guò)零、加速、保護(hù)、顯示等各種功能電路。觸發(fā)電路的作用是給輸出器件提供觸發(fā)信號(hào)。

  
  固態(tài)繼電器的輸出電路是在觸發(fā)信號(hào)的控制下,實(shí)現(xiàn)固態(tài)繼電器的通斷切換。輸出電路主要由輸出器件(芯片)和起瞬態(tài)抑制作用的吸收回路組成,有時(shí)還包括反饋電路。目前,各種固態(tài)繼電器使用的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(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等。

 

  固態(tài)繼電器原理固態(tài)繼電器(SolidstateRelay,SSR)是一種由固態(tài)電子組件組成的新型無(wú)觸點(diǎn)開關(guān),利用電子組件(如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體組件)的開關(guān)特性,達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)火花、而能接通和斷開電路的目的,因此又被稱為“無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)”。相對(duì)于以往的“線圈—簧片觸點(diǎn)式”繼電器(ElectromechanicalRelay,EMR),SSR沒(méi)有任何可動(dòng)的機(jī)械零件,工作中也沒(méi)有任何機(jī)械動(dòng)作,具有超越EMR的優(yōu)勢(shì),如反應(yīng)快、可靠度高、壽命長(zhǎng)(SSR的開關(guān)次數(shù)可達(dá)108"109次,比一般EMR的106高出百倍)、無(wú)動(dòng)作噪聲、耐震、耐機(jī)械沖擊、具有良好的防潮防霉防腐特性。這些特點(diǎn)使SSR在軍事、化工、和各種工業(yè)民用電控設(shè)備中均有廣泛應(yīng)用。

 

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