固態(tài)繼電器(SSR)是繼電器技術(shù)發(fā)展的一大趨勢,也是近幾年市場需求增長最快的繼電器,在全球繼電器中的比例約為8%。通訊、微處理器控制及安全設(shè)備用的SSR需求增長20%以上。據(jù)報(bào)告,有從機(jī)電繼電器轉(zhuǎn)向較貴的固體繼電器趨勢.
固態(tài)繼電器的主要優(yōu)點(diǎn)是:
(1) 可靠性高:無運(yùn)動零部件、無機(jī)械磨損,無動作噪聲,無機(jī)械故障;
(2) 安全性好:無燃弧觸點(diǎn)、無觸點(diǎn)間的火花、電弧、無觸點(diǎn)抖動和磨損,對外干擾小;
(3) 開關(guān)速度迅速:動作時(shí)間可達(dá)10-3S以下;
(4) 靈敏度高:控制功率小,可達(dá)10-3以下,能很好地與TTL、CMOS電路兼容;
(5) 抗干擾、抗沖擊振動性能優(yōu)良:容易實(shí)現(xiàn)“零”壓切換;
(6) 一般用絕緣材料灌封成全封閉整體,所以具有良好的防潮、防霉、防腐性能,防爆性能也極佳;
(7) 壽命長:半導(dǎo)體器件作為開關(guān)工作,壽命基本就是半導(dǎo)體的壽命;
(8) 易實(shí)現(xiàn)附加功能;
SSR在美國和日本發(fā)展較快。在美國SSR占其繼電器市場份額達(dá)10%以上。而我國僅占繼電器市場1%左右,市場潛力較大。據(jù)預(yù)測,我國SSR市場將以每年20%的速度遞增,主要在電信、航空電子、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公設(shè)備、汽車控制開關(guān)和測試設(shè)備、儀表等領(lǐng)域應(yīng)用。
固態(tài)繼電器使用中應(yīng)注意的問題
SSR性能參數(shù)測試時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)測試直流SSR接通和關(guān)斷電壓時(shí),輸入電壓不能長時(shí)間處于接通與關(guān)斷之間,否則輸出端功耗急劇上升,容易燒壞輸出開關(guān)元件。
(2)測試中不要隨意加快動作速率(一般輸入信號的一個(gè)周期長應(yīng)為接通和關(guān)斷時(shí)間之和的10倍以上),否則因動態(tài)開關(guān)損耗大無法工作,甚至燒壞輸出開關(guān)元件。
(3)測試時(shí),首先要了解輸出電流與殼溫(環(huán)境溫度)之間的關(guān)系曲線(殼溫上升或不帶散熱器時(shí)額定輸出電流會下降),避免過載引起永久性失效。
(4)SSR在關(guān)斷狀態(tài)下輸出兩端不能實(shí)現(xiàn)完全的隔離,存在一定的漏電流,在較高電壓下測試介質(zhì)耐壓和絕緣電阻在使用時(shí),易發(fā)生觸電事故。輸出兩端絕不可測試絕緣電阻或耐壓。
SSR使用中應(yīng)注意的問題
(1)在實(shí)際使用時(shí),必須使產(chǎn)品的實(shí)際使用條件完全符合產(chǎn)品各項(xiàng)參數(shù)和特性曲線的要求。
(2)SSR受溫度影響較大,使用時(shí)要考慮好散熱(一般負(fù)載電流>5A時(shí)應(yīng)裝散熱片),當(dāng)環(huán)境溫度高時(shí),SSR的負(fù)載能力必然相應(yīng)下降,因此選用SSR時(shí)須留有一定的余量。
(3)當(dāng)繼電器處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),將承受P=V(管壓降)×I(負(fù)載)的耗散功率。因此必須根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境,合理選用散熱器的尺寸或降低負(fù)載電流使用。
(4)SSR不允許過壓過流工作。由于白熾燈、電爐等負(fù)載的“冷阻”特性,將導(dǎo)致開通瞬間的浪涌電流(一般為額定負(fù)載電流的7倍或更大)。對此類負(fù)載,負(fù)載能力應(yīng)留有充分的余量。
(5)在實(shí)際運(yùn)行中負(fù)載短路極易造成繼電器損壞。應(yīng)采用快速熔斷器和空氣開關(guān)保護(hù),避免因負(fù)載短路造成繼電器損壞。
(6)輸入工作電壓的波動系數(shù)應(yīng)保證在5%以內(nèi)。
(7)為了確保繼電器正常工作,環(huán)境溫度較低時(shí)應(yīng)適當(dāng)增大輸入電流,溫度較高時(shí)應(yīng)適當(dāng)減小輸入電流值。
(8)若輸入電壓過高,接近或超過極限時(shí),可外接限流電阻。
(9)若用IC直接驅(qū)動繼電器輸入時(shí),應(yīng)有足夠的負(fù)載能力和盡可能低的“0”電平輸入。
輸出端工作條件:
為確保SSR可靠工作,必須正確使用繼電器的最大極限參數(shù)和采取必要的保護(hù)方法。
(1) 峰值電壓選擇:對于不同性質(zhì)的負(fù)載應(yīng)正確選擇繼電器的最大峰值電壓。
電感負(fù)載:應(yīng)選取線路電壓(有效值)的2-3倍。
純電阻負(fù)載:應(yīng)選取線路電壓(有效值)的1.5-2倍。
(2) 輸出端RC浪涌吸收回路:繼電器的內(nèi)部裝有RC浪涌吸收網(wǎng)絡(luò)。可根據(jù)實(shí)際需要外接RC吸收網(wǎng)絡(luò)。
(3) 電源端使用RC浪涌吸收回路:以消除電網(wǎng)在切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓對繼電器造成的損壞。
(4) SSR開路時(shí),開路電阻不是無窮大,產(chǎn)生一定的漏電流,設(shè)計(jì)線路時(shí)要注意到。