固态继电器原理及接线方法

发布 2019-09-19 03:38:20 阅读 5068

工作原理。

过零触发型ac—ssr为四端器件,其内部电路如图1所示为输入端为输出端。r0为限流电阻,光耦合器将输入与输出电路在电气上隔离开,v1构成反相器,r4、r5、v2和晶闸管v3组成过零检测电路,ur为双向整流桥,由v3和ur用以获得使双向晶闸管v4开启的双向触发脉冲,r3、r7为分流电阻,分别用来保护v3和v4,r8和c组成浪涌吸收网络,以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流,防止对开关电路产生冲击或干扰。

要指出的是所谓“过零”并非真的必须是电源电压波形的零处,而一般是指在10~25v 或-(10~25)v区域内进行触发,如图2所示。图中交流电压分三个区域,ⅰ区为-10v~+10v 范围,称为死区,在此区域中加入输入信号时不能使ssr导通。ⅱ区为10~25v和-(10~25)v 范围,称为响应区,在此区域内只要加入输入信号,ssr立即导通。

ⅲ区为幅值大于25v的范围,称为抑制区在此区域内加入输入信号,ssr的导通被抑制。

当输入端未加电压信号时,光耦合器的光敏晶体管因未接收光而截止,v1饱和,v3和。

v4因无触发电压而截止,此时ssr关闭。当加入输入信号时,光耦合器中的发光二极管发光,光敏晶体管饱和,使v1截止。此时若v3两端电压在-(10~25)v或10~25v范围内时,只要适当选择分压电阻r4和r5,就可使v2截止,这样使v3触发导通,从而使v 4的控制极上得到从r6→ur→v 3→ur→r7或反方向的触发脉冲,而使v4导通,使负载接通交流电源。

而若交流电压波形在图2中的ⅲ区内时,则因v2饱和而抑制v3和v4的导通,而使ssr被抑制,从而实现了过零触发控制。由于10~25v幅值与电源电压幅值相比可近似看作“零”。因此,一般就将过零电压粗略地定义为0~±25v,即认为在此区域内,只要加入输入信号,过零触发型ac—ssr都能导通。

当输入端电压信号撤除后,光耦合器中的光敏晶体管截止,v1饱和,v3截止,但此时。

v4仍保持导通,直到负载电流随电源电压减小到小于双向晶闸管的维持电流时,ssr才转为截止。

ssr的输出端器件可分为双向晶闸管和两只单向晶闸管反并联形式。若负载为电动机一类的感性负载,则其静态电压上升率dv/dt是一个重要参数。由于单向晶闸管静态电压上升。

率(200v/μs)大大高于双向晶闸管的换向指标(10v/μs),因此若采用两只大功率单向晶闸。

管反并联代替双向晶闸管,一方面可提高输出功率;另一方面也可提高耐浪涌电流的冲击能。

力,这种ssr称为增强型ssr。

ssr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(交流换向),ssr关断。

z型ssr内部包括过零检测电路,在施加输入信号vin时,只有当负载电源电压达到过零区时,ssr才能导通,并有可能造成电源半个周期的最大延时。z型ssr关断条件同p型,但由于负载工作电流近似正弦波,高次谐波干扰小,所以应用广泛。

先锋公司电子厂ssr由于采用输出器件不同,有普通型(s,采用双向可控硅元件)和增强型(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,双向可控硅导通,电流滞后电源电压90o(纯感时)。t1时刻,输入控制信号撤销,双向可控硅在小于维持电流时关断(t2),可控硅将承受电压上升率dv/dt很高的反向电压。

这个电压将通过双向可控硅内部的结电容,正反馈到栅极。如果超过双向可控硅换向dv/dt指标(典型值10v/s,将引起换向恢复时间长甚至失败。

单向可控硅(增强型ssr)由于处在单极性工作状态,此时只受静态电压上升率所限制(典型值200v/s),因此增强型固态继电器hs系列比普通型ssr的换向dv/dt指标提高了520倍。由于采用两只大功率单向可控硅反并联,改变了电流分配和导热条件,提高了ssr输出功率。增强型ssr在大功率应用场合,无论是感性负载还是阻性负载,耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性,均超过普通固态继电器,并达到了进口产品的基本指标,是替代普通固态继电器的更新产品。

固态继电器由三部分组成:输入电路、隔离(耦合)和输出电路组成,在输入电路控制端加入信号后,ic1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态,r1串接电阻对输入信号进行限流,以保证光耦合器不致损坏。led发光二极管指示输入端控制信号,vd1可防止当输入信号正负极性接反时以保护光耦ic1。

v1 **路中起到交流电压检测作用,使固态继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。当ic1光敏三极管截止时(控制端无信号输入时),v1通过r2获得基极电流使之饱和导通,从而使scr可控硅门极触发电压ugt被箝在低电位而处于关断状态,最终导致bta 双向可控硅在门极控制端r6上无触发脉冲而处于关断状态。

当ic1光敏三极管导通时( 控制端有信号输入时) ,scr可控硅的工作状态由交流电压零点检测三极管v1来确定其工作状态。如电源电压经r2与r3分压,a处电压大于过零电压时(va>vbe1),v1处饱和导通状态,scr、bta可控硅都处于关断状态;如电源电压经r2与r3分压,a处电压小于过零电压时(va>vbe1)v1处截止状态,scr可控硅通过r4获得触发信号而导通,从而使bta在r6上也获得触发信号也呈导通状态,对负载电源进行关断控制。如此时控制端信号关断后,负载电流也随之减小至bta双向可控硅的维持电流ih

时可自行关断,切断负载电源。

交流过零型固态继电器,因有其电压过零时开启,负载电流过零时关断的特性。它的最大接通、关断时间是半个电源周期,在负载上可得到一个完整的正弦波形。也相应的减少了对负载的冲击。

而在相应的控制回路中产生的射频干扰也大大减少。过零型与随机型的工作波形。

图分别见图2和图3。

固态继电器工作原理解析

固态继电器 ssr 与机电继电器相比,是一种没有机械运动,不含运动零件的继电器,但它具有与机电继电器本质上相同的功能。ssr是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件,他利用电子元器件的点,磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离,利用大功率三极管,功率场效应管,单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性...

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