如何使用戶的驅動電路與固態繼電器的輸入特性相匹配

一般來講，固態繼電器的輸入控制電壓為3.2—32V?？刂齐娏鳛?—30mA.通常1—2的SSR輸入回路不是恒流源電路，輸入控制電壓為4—16V?？刂齐娏鳛?—20mA.較大額定電流的SSR輸入電路均接有恒流源電路。輸入控制電壓在3.2—32V均可。在三相電路里，如果用戶將三個SSR的輸入端串聯的話，那么希望提供大于12V的控制電壓；如果將三個SSR的輸入端并聯使用的話，那么驅動電流要保證50mA。單個SSR使用，驅動電流不要設計在4—5mA的臨界狀態下至少要大于6mA。

　　安裝方法

　　臥式W型、立式L型，體積小適用于印制板直接焊接安裝。立式L2型，既能適合于線路板焊接安裝，也能適用于線路板上插接安裝。在選用小電流規格印刷電路板使用的固態繼電器時，因引線端子為高導熱材料制成，焊接時應在溫度小于250℃、時間小于10S的條件下進行，如考慮周圍溫度的原因，必要時可考慮降額使用，一般將負載電流控制在額定值的1/2以內使用。

　　K型及F型，適合散熱器及儀器底板安裝。大功率SSR(K型和F型封裝）安裝時，應注意散熱器接觸面應平整，并需涂復導熱硅脂（美寶T-50）。安裝力矩愈大,接觸熱阻愈小。大電流引出線，需配冷壓焊片，以減少引出線接點電阻。

　　操作方法

　　輸入回路

　　固態繼電器按輸入控制方式，可分為電阻型、恒流源和交流輸入控制型。目前主要提供的，是供5VTTL電平用電阻輸入型。使用其他控制電壓時，可相應選用限流電阻。SSR輸入屬于電流型器件，當輸入端光耦可控硅完全導通后（微秒數量級），觸發功率可控硅導通。當激勵不足或斜波式的觸發電壓，有可能造成功率可控硅處于臨界導通邊緣，并造成主負載電流流經觸發回路引起的損壞。在使用時因輸入電壓過高或輸入電流過大超出其規定的額定參數時，可考慮在輸入端串接分壓電阻或在輸入端口并接分流電阻，以使輸入信號不超過其額定參數值。

　　例如：基本性能測試電路，輸入為可調電壓源，測試負載用100W燈泡，輸入觸發信號應為階躍邏輯電平，強觸發方式。國外廠商提供的器件標準電流為10mA，考慮到全溫度工作范圍（-40——+70℃），發光效率穩定和抗干擾能力，推薦直流觸發工作電流在12——25mA之間。

　　SSR輸入端可并聯或串聯驅動。串聯使用時，一個SSR按4V電壓考慮，12V電壓可驅動3個SSR。在具體使用時，控制信號和負載電源要求穩定，波動不應大于10%，否則應采取穩壓措施。

　　干擾

　　在安裝使用時應遠離電磁干擾，射頻干擾源，以防繼電器誤動失控。SSR產品也是一種干擾源，導通時會通過負載產生輻射或電源線的射頻干擾，干擾程度隨負載大小而不同。白熾燈電阻類負載產生的干擾較小，零壓型在交流電源的過零區（即零電壓）附近導通，因此干擾也較小。減少的方法是在負載串聯電感線圈。另外，信號線與功率線之間，也應避免交叉干擾。

　　主要問題

　　固態繼電器開路且負載端有電壓時，輸出端會有一定的漏電流，在使用或設計時應注意防止觸電。固態繼電器失效更換時，應盡量選用原型號或技術參數完全相同的產品，以便與原應用線路匹配，保證系統的可靠工作。

　　過熱

　　SSR在導通時，元件將承受P=V（管壓降）×I（負載）的耗散功率，其中V有效值和I有效值分別為飽和壓降和工作電流的有效值。固態繼電器的負載能力受環境溫度和自身溫升的影響較大，需依據實際工作環境條件，嚴格參照額定工作電流時允許的外殼溫升（75℃），合理選用散熱器尺寸或降低電流使用，在安裝使用過程中,應保證其有良好的散熱條件，否則將因過熱引起失控，甚至造成產品損壞。

　　一般而言，10A以下，可采用散熱條件良好的儀器底板，額定工作電流在10A以上的產品應配散熱器，30A以下，采用自然風冷，連續負載電流大于30A時，需采用儀器風扇強制風冷，100A以上的產品應配散熱器加風扇強冷。在安裝時應注意繼電器底部與散熱器的良好接觸，并考慮涂適量導熱硅脂以達到散熱效果。如繼電器長期工作在高溫狀態下（40℃——80℃）時，用戶可根據廠家提供的大輸出電流與環境溫度曲線數據，考慮降額使用來保證正常工作。

　　固態繼電器發熱原因：

　　固態繼電器即在正常工作的時候，在其內部芯片上存在一定的功率損耗，這個損耗功率主要由固態繼電器輸出電壓降與負載電流乘積決定，以發熱的形式消耗掉。因此散熱的好壞直接影響到固態繼電器工作的可靠性，優良的熱學設計可避免由于散熱不良造成的失敗和損壞。

　　過流過壓在繼電器使用時，因過流和負載短路會造成SSR固態繼電器內部輸出可控硅損壞，可考慮在控制回路中增加快速熔斷器和空氣開關予以保護型（選擇繼電器應選擇產品輸出保護，內置壓敏電阻吸收回路和RC緩沖器，可吸收浪涌電壓和提高dv/dt耐量）；快速熔斷器和空氣開關，是通用的過電流保護方法?？焖偃蹟嗥骺砂搭~定工作電流的1.2倍選擇，一般小容量可選用保險絲。特別注意負載短路，是造成SSR產品損壞的主要原因。

　　感性及容性負載，除內部RC電路保護外，建議采用壓敏電阻并聯在輸出端，作為組合保護。金屬氧化鋅壓敏電阻（MOV）面積大小決定吸收功率，厚度決定保護電壓值。交流220V的SSR，選用MYH12-430V的壓敏電阻；380V選用MYH12-750V壓敏電阻；較大容量的電機變壓器應選用MYH20或MYH2024通流容量大的壓敏電阻。選用原則是220V選用500V-600V壓敏電阻，380V時可選用800V-900V壓敏電阻。

　　應用實例

　　調壓應用

　　SSR，TSR調壓型模塊，可采用外配模擬量信號來觸發模塊就可實現線性可調輸出電壓。例如，PLC或控溫儀輸出模擬量信號：1-5V，4-20mA的觸發系統。國產單相三相可控硅觸發板，配合可控硅，也可以外配模擬量信號來調節觸發板，觸發板再觸發模塊就可實現線性可調輸出電壓，控制可控硅導通角，以達到調壓之目的。

　　交流調功

　　“交流調功”是一種Z型SSR普遍采用的方法，也能實現PID調節。即在固定周期內，控制交流正弦電流半波個數，達到調功目的。模擬電路常采用電壓比較器，將一個固定周期的鋸齒電壓和來自前級誤差電壓作比較，輸出方波實現調節，如圖3所示。在計算機上采用計時算法，產生占空比可調的方波脈沖擊來實現。例如日本的SHIMADEW和OMRON公司的SR22、FD20、E5系列智能化控溫產品，配合Z型SSR，實現自適應“自動翻轉”控制，即通過計算機產生擾動，算出PID控制參數。

　　三相電流

　　HS系列SSR產品，可直接用于三相電機的控制。簡單的方法，是采用2只SSR作電機通斷控制，4只SSR作電機換相控制，第三相不控制。

　　作為電機換向時應注意，由于電機的運動慣性，必須在電機停穩后才能換向，以避免產生類似電機堵轉情況，引起的較大沖擊電壓和電流。在控制電路設計上，要注意任何時刻都不應產生換相SSR同時導通的可能性。上下電時序，應采用先加后斷控制電路電源，后加先斷電機電源的時序。換向SSR之間，不能簡單地采用反相器連接方式，以避免在導通的SSR未關斷，另一相SSR導通引起的相間短路事故。此外，電機控制中的保險、缺相和溫度繼電器，也是保證系統正常工作的保護裝置。

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