如何使用户的驱动电路与固态继电器的输入特性相匹配

一般来讲，固态继电器的输入控制电压为3.2—32V。控制电流为5—30mA.通常1—2的SSR输入回路不是恒流源电路，输入控制电压为4—16V。控制电流为5—20mA.较大额定电流的SSR输入电路均接有恒流源电路。输入控制电压在3.2—32V均可。在三相电路里，如果用户将三个SSR的输入端串联的话，那么希望提供大于12V的控制电压；如果将三个SSR的输入端并联使用的话，那么驱动电流要保证50mA。单个SSR使用，驱动电流不要设计在4—5mA的临界状态下至少要大于6mA。

　　安装方法

　　卧式W型、立式L型，体积小适用于印制板直接焊接安装。立式L2型，既能适合于线路板焊接安装，也能适用于线路板上插接安装。在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，因引线端子为高导热材料制成，焊接时应在温度小于250℃、时间小于10S的条件下进行，如考虑周围温度的原因，必要时可考虑降额使用，一般将负载电流控制在额定值的1/2以内使用。

　　K型及F型，适合散热器及仪器底板安装。大功率SSR(K型和F型封装）安装时，应注意散热器接触面应平整，并需涂复导热硅脂（美宝T-50）。安装力矩愈大,接触热阻愈小。大电流引出线，需配冷压焊片，以减少引出线接点电阻。

　　操作方法

　　输入回路

　　固态继电器按输入控制方式，可分为电阻型、恒流源和交流输入控制型。目前主要提供的，是供5VTTL电平用电阻输入型。使用其他控制电压时，可相应选用限流电阻。SSR输入属于电流型器件，当输入端光耦可控硅完全导通后（微秒数量级），触发功率可控硅导通。当激励不足或斜波式的触发电压，有可能造成功率可控硅处于临界导通边缘，并造成主负载电流流经触发回路引起的损坏。在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时，可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻，以使输入信号不超过其额定参数值。

　　例如：基本性能测试电路，输入为可调电压源，测试负载用100W灯泡，输入触发信号应为阶跃逻辑电平，强触发方式。国外厂商提供的器件标准电流为10mA，考虑到全温度工作范围（-40——+70℃），发光效率稳定和抗干扰能力，推荐直流触发工作电流在12——25mA之间。

　　SSR输入端可并联或串联驱动。串联使用时，一个SSR按4V电压考虑，12V电压可驱动3个SSR。在具体使用时，控制信号和负载电源要求稳定，波动不应大于10%，否则应采取稳压措施。

　　干扰

　　在安装使用时应远离电磁干扰，射频干扰源，以防继电器误动失控。SSR产品也是一种干扰源，导通时会通过负载产生辐射或电源线的射频干扰，干扰程度随负载大小而不同。白炽灯电阻类负载产生的干扰较小，零压型在交流电源的过零区（即零电压）附近导通，因此干扰也较小。减少的方法是在负载串联电感线圈。另外，信号线与功率线之间，也应避免交叉干扰。

　　主要问题

　　固态继电器开路且负载端有电压时，输出端会有一定的漏电流，在使用或设计时应注意防止触电。固态继电器失效更换时，应尽量选用原型号或技术参数完全相同的产品，以便与原应用线路匹配，保证系统的可靠工作。

　　过热

　　SSR在导通时，元件将承受P=V（管压降）×I（负载）的耗散功率，其中V有效值和I有效值分别为饱和压降和工作电流的有效值。固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大，需依据实际工作环境条件，严格参照额定工作电流时允许的外壳温升（75℃），合理选用散热器尺寸或降低电流使用，在安装使用过程中,应保证其有良好的散热条件，否则将因过热引起失控，甚至造成产品损坏。

　　一般而言，10A以下，可采用散热条件良好的仪器底板，额定工作电流在10A以上的产品应配散热器，30A以下，采用自然风冷，连续负载电流大于30A时，需采用仪器风扇强制风冷，100A以上的产品应配散热器加风扇强冷。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触，并考虑涂适量导热硅脂以达到散热效果。如继电器长期工作在高温状态下（40℃——80℃）时，用户可根据厂家提供的大输出电流与环境温度曲线数据，考虑降额使用来保证正常工作。

　　固态继电器发热原因：

　　固态继电器即在正常工作的时候，在其内部芯片上存在一定的功率损耗，这个损耗功率主要由固态继电器输出电压降与负载电流乘积决定，以发热的形式消耗掉。因此散热的好坏直接影响到固态继电器工作的可靠性，优良的热学设计可避免由于散热不良造成的失败和损坏。

　　过流过压在继电器使用时，因过流和负载短路会造成SSR固态继电器内部输出可控硅损坏，可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型（选择继电器应选择产品输出保护，内置压敏电阻吸收回路和RC缓冲器，可吸收浪涌电压和提高dv/dt耐量）；快速熔断器和空气开关，是通用的过电流保护方法。快速熔断器可按额定工作电流的1.2倍选择，一般小容量可选用保险丝。特别注意负载短路，是造成SSR产品损坏的主要原因。

　　感性及容性负载，除内部RC电路保护外，建议采用压敏电阻并联在输出端，作为组合保护。金属氧化锌压敏电阻（MOV）面积大小决定吸收功率，厚度决定保护电压值。交流220V的SSR，选用MYH12-430V的压敏电阻；380V选用MYH12-750V压敏电阻；较大容量的电机变压器应选用MYH20或MYH2024通流容量大的压敏电阻。选用原则是220V选用500V-600V压敏电阻，380V时可选用800V-900V压敏电阻。

　　应用实例

　　调压应用

　　SSR，TSR调压型模块，可采用外配模拟量信号来触发模块就可实现线性可调输出电压。例如，PLC或控温仪输出模拟量信号：1-5V，4-20mA的触发系统。国产单相三相可控硅触发板，配合可控硅，也可以外配模拟量信号来调节触发板，触发板再触发模块就可实现线性可调输出电压，控制可控硅导通角，以达到调压之目的。

　　交流调功

　　“交流调功”是一种Z型SSR普遍采用的方法，也能实现PID调节。即在固定周期内，控制交流正弦电流半波个数，达到调功目的。模拟电路常采用电压比较器，将一个固定周期的锯齿电压和来自前级误差电压作比较，输出方波实现调节，如图3所示。在计算机上采用计时算法，产生占空比可调的方波脉冲击来实现。例如日本的SHIMADEW和OMRON公司的SR22、FD20、E5系列智能化控温产品，配合Z型SSR，实现自适应“自动翻转”控制，即通过计算机产生扰动，算出PID控制参数。

　　三相电流

　　HS系列SSR产品，可直接用于三相电机的控制。简单的方法，是采用2只SSR作电机通断控制，4只SSR作电机换相控制，第三相不控制。

　　作为电机换向时应注意，由于电机的运动惯性，必须在电机停稳后才能换向，以避免产生类似电机堵转情况，引起的较大冲击电压和电流。在控制电路设计上，要注意任何时刻都不应产生换相SSR同时导通的可能性。上下电时序，应采用先加后断控制电路电源，后加先断电机电源的时序。换向SSR之间，不能简单地采用反相器连接方式，以避免在导通的SSR未关断，另一相SSR导通引起的相间短路事故。此外，电机控制中的保险、缺相和温度继电器，也是保证系统正常工作的保护装置。

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