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Crydom固态继电器工作原理及常见问题
浏览次数:8238      发布于:2018-10-23

  摘要:Crydom固态继电器(Solid State Relay,缩写SSR),是由微电子电路,分立电子器件,电力电子功率器件组(zǔ)成的无触点开关。用隔离(lí)器件实现了控制端与负载端的隔离。Crydom固态继电器的输入端用微小的(de)控制(zhì)信号,达到直接驱动大电(diàn)流负载。

  Crydom固态继电器(qì)工作原(yuán)理详细(xì)介绍

  Crydom固态继电器以触发形式,可分为零压型(Z)和调相型(P)两种。在输入端施加合适(shì)的控制信号VIN时,P型SSR立即导通。当VIN撤销后,负载电流低于双向可控硅维持电流时(shí)(交流换向),SSR关断。

  Z型SSR内部包括过(guò)零(líng)检测电路,在施(shī)加输入(rù)信号VIN时,只有当(dāng)负载(zǎi)电源电压达到过零区(qū)时,SSR才能导通,并有可(kě)能造成电源半个周期的最大延时。Z型SSR关断条(tiáo)件同P型,但由于负载工作电(diàn)流近似(sì)正弦波,高次谐波干扰小,所以应用广泛。

  有的公(gōng)司SSR由于采用输(shū)出器件不同,有普通型(S,采用(yòng)双(shuāng)向可控硅元件)和增强(qiáng)型(HS,采用单向可控硅元件)之分。当加有感性负载时,在输入信号截止t1之前,双向可控硅(guī)导通,电流滞后电源电压90O(纯(chún)感时)。t1时刻(kè),输入控制信号撤销,双向可控硅在小(xiǎo)于维持电流时关(guān)断(t2),可控硅(guī)将承受电压上升率dv/dt很高的反(fǎn)向电(diàn)压。这个电(diàn)压将(jiāng)通过双向可控硅内部(bù)的结电容,正反馈到栅极。如果超过双向可控硅(guī)换向dv/dt指标(典型值10V/s,将引起换向恢复时间长甚至失(shī)败。

  单向可控硅(增强型SSR)由于处在单极性工作状态(tài),此时只(zhī)受静态电压上升率所(suǒ)限制(典型值200V/s),因此增强(qiáng)型Crydom固态继电器HS系列比普通型SSR的换向dv/dt指标(biāo)提高了520倍。由于采用两只大功率单(dān)向可控硅反并联,改变了电流(liú)分配(pèi)和导热条件,提高了SSR输出功率。

  Crydom固态继(jì)电器的(de)应用

  Crydom固态继电器是由(yóu)固态元(yuán)件组成的无触点开关,具有工作安全可靠、寿命长、无触点、无火(huǒ)花、无污染、高绝缘、高耐压(越(yuè)过2.5kv)、低触发(fā)电流、开关(guān)速度快(kuài)、可与数字电路巨配,以阻燃型环氧树脂为原料,采用灌(guàn)封技术,使与外(wài)界隔离,具有良(liáng)好的耐(nài)压、防(fáng)潮、防腐、抗震动等性能。Crydom固态继电器内部采用电压过零时开启,负载过零时关断的特性,在负载上可以得到一(yī)个完整的正弦波形。因此电路的射频干扰(rǎo)很小,可降低(dī)感(gǎn)性负载(如风(fēng)扇、三相电动机等)的(de)反电动势以及驱动阻性负载(如白炽灯、发热丝(sī)等)时可显(xiǎn)著降低浪涌电流等优点。

  S系列Crydom固态继(jì)电器,HS系列增强型Crydom固态继电器、可(kě)以广泛用于:计算机外围(wéi)接口(kǒu)装置,恒温器和电阻炉控制、交(jiāo)流电机控制、中间继电器和电磁(cí)阀控制、复印机和全自动洗衣机控(kòng)制、信号灯交通灯和闪烁器控制、照(zhào)明和舞台灯光控制、数控机械遥控系统、自动消防和保安系统、大功率可控硅触发和工业自动化(huà)装置等。

  Crydom固态(tài)继(jì)电器的(de)基本特性(xìng)

  ◇输入信号能(néng)与计算机终端及数字逻辑电(diàn)路兼容

  ◇ 设计余量≥160%表面(miàn)贴装技术。

  ◇ 电气开关寿命大(dà)于6×107次。

  ◇ 分过零触发和随机触发两种规格。

  ◇ 发光二极管指示工作状态。

  ◇ 内置阻容(róng)吸收回(huí)路。

  ◇ 三极可以根据用户要求,增加缺相(xiàng)保护功能。

  ◇ 工作环境-20℃-80℃。

  ◇ 动作应答时间ON<10ms/OFF。

  Crydom固态继电器的使用注意事项(xiàng)

  1 . 电阻性负载不能超过额定电流(liú)的60%。

  2. 电感性或容性负载不能超过额定电流的40%,在控制感性负载时,一(yī)定(dìng)要考(kǎo)虑负载的(de)启动性,尽量选耐电压高的产(chǎn)品(pǐn),因为(wéi)感性负载有6倍左右 的反(fǎn)峰值电压。

  3. Crydom固态继电(diàn)器导(dǎo)通时,两端总(zǒng)有压降,会(huì)产生焦耳热尤其是大电流工作时更加突(tū)出,电流10A时必须加装散热器,电流大于40A时,需加风扇强冷 或水(shuǐ)冷。

  4. 过流和负载短路可能造成(chéng)SSR内(nèi)部可控硅(guī)永久性失效,所以必须加装熔断(duàn)器或空气开关,小容量可选用保险(xiǎn)丝(sī)。

  5. 过压保护(hù)可采用并联压敏(mǐn)电阻,根据用户要(yào)求也可内置压敏电阻(zǔ)。

  Crydom固态继电器是半导体器件的组合装置。它(tā)具有无触点,寿(shòu)命长,可靠性高,使用安全,电磁干扰小等(děng)优点。它分为直流固态(输出用MOS管、IGBT等控制)和交流固态(输出(chū)用可控硅控制)。

  Crydom固态继电器的常(cháng)见问题

  一、继电器不断开:

  (1) 负载电流大于SSR的额定切(qiē)换电流,这样(yàng)会使继电器永(yǒng)久(jiǔ)短路,此时应使用额定电流较大的SSR。

  (2) 在继(jì)电器所处的环境温度下,对于(yú)所承受的电(diàn)流来说如散热不良,会损坏输出半导体器件,此时应使(shǐ)用较大的或更有效(xiào)的散热片。

  (3) 线电压瞬(shùn)变引起SSR输出部分穿通,此时应使用(yòng)额定电(diàn)压较高的SSR或提供额外的瞬态保护电路。

  (4) 使用的(de)线电压高于SSR的额定电压。

  二、切断输入后(hòu)SSR才断开:

  在SSR应该断开的时候(hòu),测量输(shū)入电压,如果测得的电压低于必须释放电(diàn)压,表明断电器的释放电压太低,应(yīng)更换继电器如果(guǒ)测得(dé)的电压高于SSR的(de)必须释放(fàng)电压,则是SSR输入端前(qián)面的线路(lù)有问题,必须改(gǎi)正。

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