固態(tài)繼電器基礎(chǔ)知識(shí)

固態(tài)繼電器（SolidStateRelay，縮寫(xiě)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(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。用隔離器件實(shí)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(hào)，達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)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(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件，它利用電子元件（如開(kāi)關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件）的開(kāi)關(guān)特性，可達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)無(wú)火花地接通和斷開(kāi)電路的目的，因此又被稱(chēng)為“無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)”。固態(tài)繼電器是一種四端有源器件，其中兩個(gè)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(dòng)作用，又有隔離作用，很適合驅(qū)動(dòng)大功率開(kāi)關(guān)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，較之電磁繼電器可靠性更高，且無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、速度快，對(duì)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(shí)現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離。輸出受控端利用開(kāi)關(guān)三極管、雙向晶閘管等半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)火花地接通和斷開(kāi)外接控制電路的目的。整個(gè)器件無(wú)可動(dòng)部件及觸點(diǎn)，可實(shí)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(lèi)。直流固態(tài)繼電器（DC-SSR）控制電壓由輸入端IN輸入，通過(guò)光電耦合器將控制信號(hào)耦合至接收電路，經(jīng)放大處理后驅(qū)動(dòng)開(kāi)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(shí)，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(kāi)關(guān)元件采用了雙向晶閘管VS或其他交流開(kāi)關(guān)，因此它的輸出端OUT無(wú)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(qiáng)電在電氣上完全隔離，因此從各種弱電設(shè)備輸出的信號(hào)可以直接加在固態(tài)繼電器的輸入控制端上，無(wú)需另外的保護(hù)電路等。

三、固態(tài)繼電器特點(diǎn)

固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中無(wú)機(jī)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，耐震耐機(jī)械沖擊，安裝位置無(wú)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(diǎn)：

（1）SSR內(nèi)部無(wú)機(jī)械部件，結(jié)構(gòu)上采用了灌注全密封方式，因此，SSR具有耐震、耐腐蝕、長(zhǎng)壽命及高可靠等優(yōu)點(diǎn)，其開(kāi)關(guān)壽命高達(dá)1010萬(wàn)次。

（2）低噪聲：交流型SSR采用了過(guò)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(zhǎng)期工作時(shí)對(duì)市電的干擾極小。

（3）開(kāi)關(guān)時(shí)間短，約為10ms，可應(yīng)用在頻率較高的場(chǎng)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(qiáng)。