§4。固态继电器有哪些类型
固态继电器的类型多种多样,分类标准也多种多样。固态继电器通常根据以下标准进行分类。
1.负载电源类型:
根据负载电源的类型,固态继电器可以分为直流固态继电器(DC-SSR)和交流固态继电器(AC-SSR)。DC型固态继电器使用功率半导体晶体管作为开关元件(例如BJT,MOSFET,IGBT)来控制DC负载电源的ON / OFF状态,而AC型固态继电器则使用晶闸管(例如(例如Triac,SCR)作为开关元件,以控制AC负载电源的ON / OFF状态。
1.1 DC-SSR:
根据输入形式,DC型SSR可分为电阻输入型DC固态继电器和恒流输入型DC固态继电器。
1.2 AC-SSR:
可以根据以下标准对AC型SSR进行分类。
1.2.1控制触发模式
根据控制触发方式(开启和关闭的时间),AC SSR可以分为过零型交流固态继电器,随机开启型交流固态继电器和峰值开启类型AC固态继电器。
1)过零交流固态继电器(图4.2),也称为过零触发交流固态继电器,过零开启固态继电器,零开关交流固态继电器,零电压交流固态继电器或同步交流固态继电器。对于过零SSR继电器,其输出电路的开关状态与输出信号同步,即“ 同步”输入信号打开时,如果负载电源电压处于非过零区域,则过零型固态继电器的输出端子将不会打开;但是如果负载当电源电压达到零区时,过零SSR继电器的输出端子将被打开,负载电路将被打开,这种触发模式可以有效地减少SSR开启期间产生的浪涌电流,并降低干扰信号会同时传输到电网和输入控制电路,因此,过零固态继电器是许多领域中最常见的类型。
2)随机接通型AC固态继电器(图4.3),也称为随机开关AC固态继电器,AC固态继电器随机开关,Random Conduction AC固态继电器,Random Fire AC固态继电器,瞬时开启固态继电器,非零开关交流固态继电器,即时交流固态继电器,瞬时交流固态继电器,异步交流固态继电器或调相交流固态继电器。随机型SSR继电器的输出电路切换模式仅由控制信号控制,并且与电源信号无关,即“ 异步”。电源”。只要输入端子中有输入信号,并且与负载电压的状态无关,随机型固态继电器都会立即打开。由于随机型固态继电器是打开还是关闭在交流电源的任何相位,在接通瞬间都可能产生较大的干扰信号。
3)峰值接通型交流固态继电器也称为峰值切换交流固态继电器或峰值点火交流固态继电器。当施加输入控制信号时,峰值型SSR继电器在交流输出电压的第一个电压峰值点处接通,以减小浪涌电流。如果取消输入控制信号,则峰值固态继电器将关闭。
1.2.2阶段:
根据交流电源的相位,AC-SSR可以分为单相交流固态继电器和三相交流固态继电器。
1)根据功能的不同,单相交流固态继电器可进一步分为单相交流/直流固态继电器,单相固态稳压器,单相固态调速器,一开以及一个封闭式单相固态继电器,单相正向和反向固态继电器,单相双固态继电器, 等等。应该提到的是,双继电器(图4.4)是一种单相固态继电器,它将两个单相工业固态继电器组合到一个具有双输入端子和双输出端子的标准工业包装中,每个I / O端子组彼此独立,也就是说,双SSR继电器具有比常规类型更多的触点,并且可以实现更多的控制。
2)三相交流固态继电器可以直接用于三相交流电动机的控制,而三相正反转交流固态继电器(或三相可逆交流固态继电器)可以用于控制三相正向和反向电动机(三相双向交流电动机或三相双向旋转交流电动机)。
1.2.3开关组件:
根据开关组件的不同,AC-SSR可以分为普通型交流固态继电器和增强型固态继电器。普通型SSR继电器使用Triac作为输出开关组件,增强型SSR继电器使用SCR反并联作为开关组件。
2. I / O形式:
根据I / O形式,固态继电器可分为四种类型:DC输入AC输出型固态继电器(DC-AC SSR继电器),DC输入DC输出型固态继电器(DC-DC) SSR继电器),AC输入AC输出型固态继电器(AC-AC SSR继电器),AC输入DC输出型固态继电器(AC-DC SSR继电器)。
3.开关类型:
根据开关类型,SSR开关可分为常开型固态继电器(或NO-SSR)和常闭型固态继电器(或NC-SSR)。仅当输入端子上施加了控制信号时,常开固态继电器才会打开。相反,当将输入信号施加到输入端子时,常闭固态继电器将关闭。(除非另有说明,否则本文档中的固态继电器默认情况下是指常开固态继电器。)
4.隔离/耦合:
根据隔离/耦合方法,SSR可分为里德继电器耦合型固态继电器,变压器耦合型固态继电器,光耦合型固态继电器和混合型固态继电器。
1)簧片继电器耦合SSR(图4.5中的a)使用簧片开关作为隔离方法。当将控制信号直接(或通过前置放大器)施加到簧片继电器的线圈时,簧片开关将立即闭合,晶闸管开关将被激活以使负载导通。
2)变压器耦合SSR(图4.5中的b)使用变压器作为隔离设备。变压器可以将低功率控制信号从初级线圈转换为次级线圈,以生成用于驱动电子开关的信号。并且如果输入控制信号是直流电压,则在输入电路中需要一个直流-交流转换器。在通过整流,放大或其他修改进行处理之后,来自次级线圈的信号可用于驱动开关组件。
3)光耦合SSR(图4.5,c),也称为光隔离SSR,或光耦合SSR,使用光耦合器作为隔离器。光电耦合器是一种光电隔离器,它由红外光源(通常是发光二极管或LED)和光敏半导体组件(例如光敏二极管,光敏晶体管和光敏二极管)组成。敏感晶闸管)。根据不同的组件(图4.6),光电耦合器可以分为光电二极管耦合器(光电二极管耦合器),光电晶体管耦合器(光电晶体管耦合器),光电SCR耦合器(Photo-SCR耦合器),和光电三端双向可控硅耦合器(光电三端双向可控硅耦合器)。
光半导体器件检测来自LED的红外辐射,然后产生一个信号来驱动半导体开关。与簧片继电器和变压器相比,光隔离器具有更好的物理隔离能力,可确保高压输出负载电路与低压输入信号电路之间的电气绝缘。由于光耦合器具有出色的隔离性能和非常紧凑的尺寸,因此光耦合器固态继电器可用于非常广泛的应用中。
4)混合固态继电器是一种特殊的固态继电器,结合了EMR和SSR的优点,具有高效率和低功耗的特点。混合固态继电器的输入和输出电路由并联的SSR继电器和磁簧开关(或微电磁继电器)组成,并受不同的控制信号控制(图4.7)。
当施加输入信号1时,SSR立即切换到开启状态。由于电子开关没有活动部件,因此可以稳定,快速地切换负载,并且在切换过程中不会因高线电压或大浪涌电流而产生电弧。产生负载电流后,EMR将由控制信号2控制并接通。由于EMR与SSR并联连接,因此EMR的输出触点在没有电压的情况下通电,并且触点之间没有电弧。然后,经过一定的延迟后,EMR的触点弹跳停止下来,SSR将关闭。EMR几乎没有热量,因此混合SSR继电器无需安装散热器即可运行。
5.电路结构:
根据电路结构的不同,固态继电器可分为离散结构型固态继电器和混合结构型固态继电器。分立结构固态继电器通常由分立元件和印刷电路板组装,然后通过环氧树脂灌封,塑料密封或树脂包裹进行包装。混合结构固态继电器使用厚膜组合技术来组装分立组件和半导体集成电路(IC),然后将它们封装在金属或陶瓷外壳中。
6.表现:
根据性能,固态继电器可分为标准型固态继电器和工业型固态继电器。标准固态继电器的额定电流一般为10A至120A,工业固态继电器的额定电流较大,可以为60A至2000A或更大。因此,工业SSR继电器可以满足工业环境和工业机械的严格要求。
7.安装:
根据安装方法,固态继电器可分为面板安装型固态继电器(或表面安装型),DIN导轨安装型固态继电器和印刷电路板安装型固态继电器(或PCB安装型)。 )。PCB安装SSR可以进一步分为插座安装类型SSR(或插入式安装类型)和支架安装类型SSR(或法兰安装类型)。具有许多封装标准(例如SIP,Mini-SIP和DIP)的插入式固态继电器可以直接焊接在印刷电路板上,而无需依靠散热器,而是依靠自然冷却;法兰安装固态继电器需要额外的金属板 或散热器来散热。
8.应用:
根据应用,固态继电器可分为通用固态继电器,双向传输固态继电器,汽车固态继电器,闭锁固态继电器(输入信号以逻辑异或或XOR的形式运行) ,因此任何输入都可以锁存/解锁输出),依此类推。
§5。固态继电器的基本参数是什么
固态继电器的基本参数分为三类:输入参数,输出参数和其他参数。
输入参数:
输入电压范围/输入电流:
1)输入电压范围是指当环境温度为25°C时,固态继电器必须正常输入必须输入的电压范围值(即最小值)或允许的输入值(即最大值)。
2)输入电流是指特定输入电压下的相应输入电流值。
开启电压/关闭电压:
1)接通电压(接通电压)。当输入电压(施加到输入端子的电压)大于或等于开启电压时,输出端子将开启。
2)关断电压(关断电压)。当输入电压(施加到输入端子的电压)小于或等于关断电压时,输出端子将关闭。
零交叉电压:
严格来说,过零电压不是电压点,而是由过零继电器的内部组件确定的电压范围,该电压范围通常非常低,几乎可以忽略不计。如果电源电压低于过零电压,则过零继电器将不会打开。如果电压超过过零电压,则过零继电器将处于导通状态。
输出参数:
额定输出电压/额定工作电流:
1)额定输出电压是输出端子可以承受的最高负载工作电压。
2)额定工作电流是环境温度为25°C时可通过输出端子的最大稳态工作电流。
输出压降 /输出漏电流:
1)输出电压降是固态继电器处于导通状态时在额定工作电流下测得的输出电压。
2)输出泄漏电流是指在固态继电器处于关闭状态且额定输出电压施加到输出端子的条件下,流经负载的测量电流值。
此参数指示固态继电器的质量和性能。输出电压降和输出漏电流越小,固态继电器越好。
浪涌电流:
浪涌电流,也称为过载电流,输入浪涌电流或接通浪涌电流,是指当设备处于非永久性损坏状态且输出端子可以承受的非重复性最大(或过载)电流值。固态继电器处于开启状态。AC SSR的涌入电流为额定工作电流的5〜10倍(在一周期内),DC SSR为额定工作电流的1.5〜5倍(在一秒内)。
其他参数:
能量消耗:
功耗,是指固态继电器本身在通电状态和断电状态下消耗的最大功率值。
开启/关闭时间:
1)接通时间(或接通时间)是从常开固态继电器开始施加输入控制电压直到输出端子开始接通并且输出电压达到90%所花费的时间最后的变化。
2)关断时间(或关断时间)是指常开固态继电器从切断输入控制电压开始直到输出端子开始关断并且输出电压达到90°所花费的时间。最终变化的百分比。
这也是判断固态继电器性能的重要参数。接通时间和断开时间越短,固态继电器的开关性能越好。
绝缘电阻/介电强度:
1)绝缘电阻是指在施加一定的直流电压(例如550V)时,固态继电器的输入端子和输出端子之间测得的电阻值。它还可以包括在输入端子和外壳(包括散热器)之间测得的电阻值,以及在输出端子和外壳之间的测得电阻值。
2)介电强度(或介电耐压)是指固态继电器的输入端子和输出端子之间可以承受的最大电压值。它还可以包括在输出端子和外壳之间可以承受的最大电压,以及在输入端子和外壳之间可以承受的最大电压。
工作温度/最高结温:
1)工作温度是指固态继电器按照规格安装散热器或未安装散热器时允许的正常工作环境温度范围。
2)结温,是晶体管结温的缩写,是电子设备中半导体的实际工作温度。在操作中,它通常高于外壳温度和组件的外部温度。最高结温是输出开关组件允许的最高结温。