固態(tài)繼電器(Solid State
Relay,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。用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅動大電流負載。
固態(tài)繼電器(SOLIDSTATERELAYS,以下簡寫成“SSR”),是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關器件,它利用電子元件(如開關三極管、雙向可控硅等半導體器件)的開關特性,可達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”。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.它既有放大驅動作用,又有隔離作用,很適合驅動大功率開關式執(zhí)行機構,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,已被得到廣泛應用.
SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類,它們分別在交流或直流電源上做負載的開關,不能混用。下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理,圖1是它的工作原理框圖,圖1中的部件①～④構成交流SSR的主體,從整體上看,SSR只有兩個輸入端(A和B)及兩個輸出端(C和D),是一種四端器件。
工作時只要在A、B上加上一定的控制信號,就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”,實現(xiàn)“開關”的功能,其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道,但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯(lián)系,以防止輸出端對輸入端的影響,耦合電路用的元件是“光耦合器”,它動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高;由于輸入端的負載是發(fā)光二極管,這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配,在使用時可直接與計算機輸出接口相接,即受“1”與“0”的邏輯電平控制。觸發(fā)電路的功能是產生合乎要求的觸發(fā)信號,驅動開關電路④工作,但由于開關電路在不加特殊控制電路時,將產生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網,為此特設“過零控制電路”。所謂“過零”是指,當加入控制信號,交流電壓過零時,SSR即為通態(tài);而當斷開控制信號后,SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時,SSR才為斷態(tài)。這種設計能防止高次諧波的干擾和對電網的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對開關器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設計的,一般是用“R-C”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。
專用的固態(tài)繼電器可以具有短路保護，過載保護和過熱保護功能，與組合邏輯固化封裝就可以實現(xiàn)用戶需要的智能模塊，直接用于控制系統(tǒng)中。固態(tài)繼電器已廣泛應用于計算機外圍接口設備、恒溫系統(tǒng)、調溫、電爐加溫控制、電機控制、數(shù)控機械，遙控系統(tǒng)、工業(yè)自動化裝置;信號燈、調光、閃爍器、照明舞臺燈光控制系統(tǒng);儀器儀表、醫(yī)療器械、復印機、自動洗衣機;自動消防，保安系統(tǒng)，以及作為電網功率因素補償?shù)碾娏﹄娙莸那袚Q開關等等，另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場合中都有大量使用。
固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無觸點電子開關，在開關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內部無機械部件,結構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,其開關壽命高達1010萬次;(2)低噪聲:交流型SSR采用了過零觸發(fā)技術,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)開關時間短,約為10ms,可應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)輸出端有保護電路;(7)負載能力強。
