固态继电器原理

1、继电器电气符号及固态继电器检测2010-04-03 10:54:59| 分类： 电气自动化|举报|字号 订阅固态继电器（Solid State Relays,缩写SSR）是一种无触点电子开关，由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片，采用混合工艺组装来实现控制回路（输入电路）与负载回路（输出电路）的电隔离及信号耦合，由固态器件实现负载的通断切换功能，内部无任何可动部件。尽管市场上的固态继电器型号规格繁多, 但它们的工作原 理基本上是相似的。主要由输入（控制）电路，驱动电路和输出（负载）电路三部分 组成。继电器的触点有三种基本形式：1. 动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合

2、。以合字的拼音字头“ H”表示。2. 动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断 字的拼音字头“ D”表示。3. 转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点， 上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合， 线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“ z”表示。“ SSR”是表示固态继电器字母符号，它是一种无机械触点的电子开关器件。 它 的图形符号如图所示。输入 + AC _ SSR *' 输出+ DC * 输入SSR输出

3、GND|+ DC + .输入 SSR输出 (i) 固态继电器的特点 固态继电器因为没有机械触点以及其他机械部件， 因此它的可靠性非常高，寿命长，在通与断的瞬间不会产生电火花、更没有噪声, 其开关速度相当快、工作频率也相当高。乂因该种继电器的输入与输出问采用光 耦合器，因此乂具有良好的抗干扰性能。固态继电器另一个特点是驱动电压、电流很小，也就是给输入端一个很小 的信号，就能完成对系统的控制。因此可由 TTL、CMOS等数字电路直接驱动。 所以被广泛应用丁数字程控装置、 数据处理系统的终端装置，以及其他各种自动 控制系统。(2) 固态继电器的类型 按其所控制的负载电源进行区分有交流固态继电器 (A

4、C-SSR)和白流田态继电器(DC-SSR)。交流固态继电器能够控制交流负载 电源的接通与断开，其输出开关器件多为双向晶闸管。直流固态继电器能够控制 直流负载电源的接通与断开，其输出开关器件多为大功率晶闸管。(3) 固态继电器的结构 内部结构框图如图127所示。山输人电路与输出电 路两大部分组成。输人电路为一个光隅合器，它能起到隔离与控制作用。输出电 路由触发电路与开关电路组成，当光稠合器的发光二极管没有通电时， 开关输出 电路为断开状态，当发光二极管通电发光时，光稠合电路输出信号，经触发电路 的放大后，使输出电路的开关元件达到饱和导通状态， 从而完成了对负载电路的 接通与断开。目前注塑机上大

5、量使用固态继电器对温度进行控制，固态继电器对温控PID控制的可靠实现，有着很大的关系。所以了解固态继电器检测也是很有必要的。固态继电器简称SSR ,是一种由集成电路和分立元件组合而成的一体化无触点电子开关元件，其输入端仅需要很小的控制电流，且能与TTL、CMOS等集成电路实现良好兼容。它的输出回路采用大功率晶体管或双向晶闸管作开关 器件来接通或断开负载电源。由丁在开关过程中无机械接触部件，因此具有工作 可靠、寿命长、噪声低、开关速度快和工作频率高等特点。目前，这种器件已在 许多自动化控制装置中取代了电磁式继电器， 而且还广泛用丁电磁继电器无法应 用的领域。例如，计算机终端接口电路、数据处理系统

6、的终端装置、数字程控装 置、测量仪表中的微电机控制、各种调温装置、以及一些耐潮湿、耐腐蚀、易燃 易爆的场合，均宜使用固态继电器作为开关器件。固态继电器的种类很多，按其所控制的负载电源区分，主要有交流固态 继电器（AC SSR）和直流固态继电器（DC SSR）两类。其中，AC SSR为四端器件，以双向晶闸管（TRIAC ）作为开关器件，用以控制交流负载电源的通断，触点形式多为常开式：DC- SSR有的为五端器件，有的则为四端器件，以功率晶体管作为开关器件，用来控制直流负载电源的通断。固态继电器有小功率和大功率之分。小功率器件输出的负载电流比较小，在12A左右。大功率器件，有的本身带有散热器，负载

7、电流在 510A左右，也有本身不大散热器的，使用时需加适当散热器。1. 识别输入、输出引脚兼测好坏在交流固态继电器的壳体上，输入端一般标有“ + ”、“”及“INPUT ”字样，而输出端则不分正、负，但有的器件标有“ LOAD”字样。而对丁直流固态继电器，一般在输入和输出端均标有“+”、“”，有的器件还标有“IN” (输入)、“OUT” (输出)字样，以示区别。用数字万用表判别输入、输入端时，可使用二极管档，分别对四个引脚 进行正反向测试，其中必定能测出一对引脚间的电压值符合正向导通、反向截止的规律，即正向测量时显示“ 1.31.6V”，反向测试时显示溢出符号“ 1”。据 此便可判定这两个引脚

8、为输入端，而在正向测量时，显示“1.31.6V”的一次测量，红表笔所接的是正极，黑表笔所接的则为负极。对丁直流固态继电器，找 到输入端后，一般与其横向两两相对的便是输出端的正极和负极。需要指出的是，有些直流固态继电器的输出端带有保护二极管， 保护管的正极接固态二极管的负 极，保护管的负极则是与固态继电器的正极相接，测试时要注意正确区分。检测举例：被测器件为一只JGTIFA型直流固态继电器。它的输出端并接有保护二 极管。为叙述方便，将该器件的四个引脚分别标上、。测试时，先 区分输入端的两个引脚。使用 DT890A型数字万用表二极管档，对、 进行正、反向测量。由测试数据可知，当红表笔接脚，黑表笔接

9、脚时，仪表显示值为1381 (1.381V )，交换表笔测量时，仪表显示溢出符号为“ 1” ；当红表笔接脚，黑 表笔接时，仪表显示值为543 (0.543V ),交换表笔测量时，仪表显示溢出符 号“1” ；在其余的几种测试状态，仪表均显示溢出符号“1”。由此不难得出结论：、脚为被测器件的直流输入端，脚为正极，脚为负极，“1.381V” 是固态继电器内部发光二极管的正向压降； 、脚为直流输出端，脚为正极， 脚为负极，“ 0.543V ”是固态继电器输出端所并联的保护二极管的正向压降。 注意，对丁输出端未有保护二极管的固态继电器，无论怎样交换表笔测量其、 脚，仪表均显示溢出符号“ 1”。使用不同型

10、号的数字万用表测量固态继电器内部发光二极管时， 有的仪 表显示值有时只是瞬间闪出读数，接着便显示溢出符号“1”，遇到此情况，可反复交换表笔多测几次，直到得出测试结论。2. 检测带载能力(1) 使用DT899A型数字万用表的二极管档，先对、脚进行正、 反向测量，仪表均显示溢出符号“ 1” ；再对、脚进行正、反向测量，当红 表笔接脚，黑表笔接脚时，仪表显示1524 (1.524V ),调换表笔测量时，仪 表显示溢出符号“ 1”，由此说明、脚为输入端，脚为正极，脚为负极。 而、脚则是被测器件的交流输出端。(2) 使用一台DC5V稳压电源，将DT890A型数字万用表拨至2k Q电 阻档测量输出端的通、

11、断电阻。将 S1闭合加电后，测得电阻值为1.343k Q,表 明内部双向晶闸管导通，此时能接通负载。将S1断开时，仪表显示溢出符号“ 1”(电阻值为无穷大)，说明被测器件关断，此时可切断负载。注意，根据被测固态继电器型号的不同，所测得的输出端的通态电阻值 也有所不同，其值的范围是比较大的，有的为几时欧，有的为几千欧。输出端的 通态电阻与输入电流IS有关。在1020mA范围内，输入电流IS越大，通态电 阻越小。IS值的大小取决丁输入端所加直流电压的大小，但所加的输入电压值 不得超过被测器件的额定输入电压值。此外，若输入端直流电压的极性接反了， 固态继电器是不能正常工作的。代号名称英文KAN有或无

12、继电器All-or-nothing relayKA中间继电器Auxiliary relayKE电气继电器Electrical relayKEM机电继电器Electromechanical relayKEM电磁继电器Electromagnetic relayKS静态继电器Static relayKS固体继电器Solid-state relaKM单稳态继电器Monostable relayKB双稳态继电器Bistable relayKP极化继电器Polarized relayKNP非极化继电器Non-polarized relayKR黄片继电器Reed relayKT时间继电器Time relay

13、KOD动作延时继电器On-delay relayKFD释放延时继电器Off-delay relayKI间隔定时继电器Interval relayKF闪光继电器KSG信号继电器KST启动继电器KPL脉冲继电器KMI脉冲激励间隔定时继电器KBI脉冲去激励间隔定时继电器KT星-三角时间继电器KT申联负载时间继电器KSMT累加时间继电器KMT保持式时间继电器Flasher relaySignal relayStarting relayPulse relayMaking pulse interval relayBreaking-pulse interval relayStar-delta time re

14、layLoad series time relaySummation time relayMaintained time relayKB闭锁继电器Blocking relayKC合闸继电器KCP合闸位置继电器KT跳闸继电器KTP跳闸位置继电器BM量度继电器BC电流继电器BV电压继电器BPW功率继电器BF频率继电器BPS压力继电器BR电抗继电器BI阻抗继电器Closing relayClosing-position relayTripping relayTripping-position relayMeasuring relayCurrent relayVoltage relayPower re

15、layFrequency relayPressure relayReactance relayImpedance relayBTE电热继电器Thermal electrical relayBTM温度继电器Temperature relayBSC突变继电器Sudden-change relayBG气体继电器Gas relayBPC比率继电器Percentage relayBP保护继电器Protection relayBDF差动继电器Differential relayBDR方向继电器Directional relayBDS距离继电器Distance relayPE保护装置Protection e

16、quipmentPS保护系统Protection systemUP单元保护Unit protectionNP非单元保护Non-unit protectionPSP分相保护Phase segregatedprotectionNSP不分相保护Non-phase segregatedprotectionMP主保护Main protectionBUP后备保护Back-up protectionCLBP电路近后备保护Circuit local backupprotectionSLBP变电站近后备保护Substation local backupprotectionRBP远后备保护Remote backup protectionBFP断路器失灵保护Breaker failure protectionSTP备用保护Standby protectionISP瞬时保护Instantaneous protectionDLP延时保护Delayed protectionDRP方向保护Directional protectionDCP方向比较保护Direct