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QQ交談皮爾茲繼電器技術(shù)簡介與選型資料
最近更新時間：2016-9-14
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皮爾茲固態(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(guān)。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(qū)動大電流負載。
皮爾茲固態(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(guān)器件,它利用電子元件(如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件)的開關(guān)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(guān)”。皮爾茲固態(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(qū)動作用,又有隔離作用,很適合驅(qū)動大功率開關(guān)式執(zhí)行機構(gòu),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(yīng)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(guān),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(gòu)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(guān)”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),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(yīng)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(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號,驅(qū)動開關(guān)電路④工作,但由于開關(guān)電路在不加特殊控制電路時,將產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng),為此特設(shè)“過零控制電路”。所謂“過零”是指,當(dāng)加入控制信號,交流電壓過零時,SSR即為通態(tài);而當(dāng)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(shè)計能防止高次諧波的干擾和對電網(wǎng)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(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設(shè)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)
用途
的皮爾茲固態(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。
皮爾茲固態(tài)繼電器已廣泛應(yīng)用于計算機外圍接口設(shè)備、恒溫系統(tǒng)、調(diào)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(diào)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(fù)印機、自動洗衣機；自動消防，保安系統(tǒng)，以及作為電網(wǎng)功率因素補償?shù)碾娏﹄娙莸那袚Q開關(guān)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。
特點
皮爾茲固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無觸點電子開關(guān)，在開關(guān)過程中無機械接觸部件，
因此皮爾茲固態(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，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(nèi)部無機械部件,結(jié)構(gòu)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(guān)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(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長期工作時對市電的干擾極小;
(3)開關(guān)時間短,約為10ms,可應(yīng)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。
優(yōu)點
（1）高壽命，高可靠：皮爾茲固態(tài)繼電器沒有機械零部件，由固體器件完成觸點功能，由于沒有運動的零部件，因此能在高沖擊，振動的環(huán)境下工作，由于組成皮爾茲固態(tài)繼電器的元器件的固有特性，決定了皮爾茲固態(tài)繼電器的壽命長，可靠性高。
（2）靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好：皮爾茲固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動器。
（3）快速轉(zhuǎn)換：皮爾茲固態(tài)繼電器因為采用固體器件，所以切換速度可從幾毫秒至幾微秒。
（4）電磁干擾?。浩柶澒虘B(tài)繼電器沒有輸入“線圈”，沒有觸點燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。大多數(shù)交流輸出皮爾茲固態(tài)繼電器是一個零電壓開關(guān)，在零電壓處導(dǎo)通，零電流處關(guān)斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。
結(jié)構(gòu)
皮爾茲固態(tài)繼電器由三部分組成：輸入電路，隔離（耦合）和輸出電路。
輸入電路
按輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負邏輯控制和反相等功能，可以方便的與TTL,MOS邏輯電路連接。
對于控制電壓固定的控制信號，采用阻性輸入電路。控制電流保證在大于5mA。對于大的變化范圍的控制信號（如3~32V）則采用恒流電路，保證在整個電壓變化范圍內(nèi)電流在大于5mA可靠工作。
隔離耦合
皮爾茲固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種：光電耦合通常使用光電二極管—光電三極管，光電二極管—雙向光控可控硅，光伏電池，實現(xiàn)控制側(cè)與負載側(cè)隔離控制；高頻變壓器耦合是利用輸入的控制信號產(chǎn)生的自激高頻信號經(jīng)耦合到次級，經(jīng)檢波整流，邏輯電路處理形成驅(qū)動信號。
輸出電路
SSR的功率開關(guān)直接接入電源與負載端，實現(xiàn)對負載電源的通斷切換。主要使用有大功率晶體三極管（開關(guān)管-Transistor），單向可控硅（Thyristor或SCR），雙向可控硅（Triac），功率場效應(yīng)管（MOSFET），絕緣柵型雙極晶體管（IGBT）。皮爾茲固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。按負載類型，可分為直流皮爾茲固態(tài)繼電器和皮爾茲交流固態(tài)繼電器。直流輸出時可使用雙極性器件或功率場效應(yīng)管，交流輸出時通常使用兩個可控硅或一個雙向可控硅。而皮爾茲交流固態(tài)繼電器又可分為單相交流固態(tài)繼電器和三相交流固態(tài)繼電器。皮爾茲交流固態(tài)繼電器，按導(dǎo)通與關(guān)斷的時機，可分為隨機型交流固態(tài)繼電器和過零型交流固態(tài)繼電器。
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