固態(tài)繼電器的工作原理詳解 固態(tài)繼電器的特點介紹

固態(tài)繼電器（SolidStateRelay，縮寫SSR），是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關(guān)。用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達(dá)到直接驅(qū)動大電流負(fù)載。

一、什么是固態(tài)繼電器

固態(tài)繼電器是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關(guān)器件，它利用電子元件（如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件）的開關(guān)特性，可達(dá)到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點開關(guān)”。固態(tài)繼電器是一種四端有源器件，其中兩個端子為輸入控制端，另外兩端為輸出受控端。它既有放大驅(qū)動作用，又有隔離作用，很適合驅(qū)動大功率開關(guān)式執(zhí)行機構(gòu)，較之電磁繼電器可靠性更高，且無觸點、壽命長、速度快，對外界的干擾也小，已被得到廣泛應(yīng)用。

二、固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)及原理

常用固態(tài)繼電器幾乎都是模塊化的四端有源器件，其中兩端為輸入控制端，另外兩端為輸出受控端，其基本構(gòu)成如下圖所示。器件中多采用光電耦合器實現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離。輸出受控端利用開關(guān)三極管、雙向晶閘管等半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性，實現(xiàn)無觸點、無火花地接通和斷開外接控制電路的目的。整個器件無可動部件及觸點，可實現(xiàn)相當(dāng)于常用電磁繼電器一樣的功能。

固態(tài)繼電器按輸出端極性的不同，可分為直流式和交流式兩大類。直流固態(tài)繼電器（DC-SSR）控制電壓由輸入端IN輸入，通過光電耦合器將控制信號耦合至接收電路，經(jīng)放大處理后驅(qū)動開關(guān)三極管VT導(dǎo)通。顯然，直流固態(tài)繼電器的輸出端OUT在接入被控電路回路中時，是有正、負(fù)極之分的。交流固態(tài)繼電器（AC-SSR）的電路原理與直流固態(tài)繼電器不同的是，其開關(guān)元件采用了雙向晶閘管VS或其他交流開關(guān)，因此它的輸出端OUT無正、負(fù)極之分，可以控制交流回路的通斷。

由于固態(tài)繼電器的輸入端和輸出端之間采用了成熟可靠的光電隔離等技術(shù)，這使得所接控制弱電和被控強電在電氣上完全隔離，因此從各種弱電設(shè)備輸出的信號可以直接加在固態(tài)繼電器的輸入控制端上，無需另外的保護(hù)電路等。

三、固態(tài)繼電器特點

固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無觸點電子開關(guān)，在開關(guān)過程中無機械接觸部件，因此固態(tài)繼電器除具有與電磁繼電器一樣的功能外，還具有邏輯電路兼容，耐振耐機械沖擊，安裝位置無限制，具有良好的防潮防霉防腐蝕性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也極佳，輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等特點：

（1）SSR內(nèi)部無機械部件，結(jié)構(gòu)上采用了灌注全密封方式，因此，SSR具有耐振、耐腐蝕、長壽命及高可靠等優(yōu)點，其開關(guān)壽命高達(dá)1010萬次。

（2）低噪聲：交流型SSR采用了過零觸發(fā)技術(shù)，因此在線路上有效地降低了電壓上升速率dv/dt和電流上升速率di/dt值，使SSR長期工作時對市電的干擾極小。

（3）開關(guān)時間短，約為10ms，可應(yīng)用在頻率較高的場合。

（4）輸入電路與輸出電路之間采用光電隔離，絕緣電壓2500V以上。

（5）輸入功耗很低，與TTL，COMS電路兼容。

（6）輸出端有保護(hù)電路。

（7）負(fù)載能力強。