固态继电器原理及接线方法

1、工作原理过零触发型AbSSR为四端器件，其内部电路如图1所示。1、2为输入端，3、4为输出端。R防限流电阻，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 R5V2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，R& R7为分流电阻，分别用来保护 V圳V4, R咧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1025V或-(1025)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

2、+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。口区为1025V和-(1025)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。山区为幅值大于 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，V3V4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-(1025)V或1025V范围内时，只要 适当选择分压电阻 R斯日R5,就可使V猫止，这样使 V3触发导通，从而使 V 4的控制

3、极上得 到从RAU牛V 3U牛R诚反方向的触发脉冲，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中的山区内时，则因 V2饱和而抑制V侨日V4的导通，而使SSR被抑制， 从而实现了过零触发控制。 由于1025V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土 25V,即认为在此区域内，只要加入输入信号， 过零触发型Ab SSRtE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，V3S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

4、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/ p s）大大高于双向晶闸管的换向指标（10V/ s）,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SSRS为增强型SSRSSR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

5、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 900（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

6、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 5 20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。光电幅合缺凝偏号产生电站出放大过半签制融水伶号产生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，

7、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。图1阴仇UZK,濒V1在线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