固态继电器原理及接线方法
固态继电器的分类与工作原理
固态继电器的分类与工作原理固态继电器（Solid State Relay，简称SSR）是一种无触点的电子开关，它通过半导体元件来实现电气信号的转换和控制，具有可靠性高、体积小、寿命长等优点。
固态继电器的分类主要包括驱动方式、开关方式和电气连接方式。
1.驱动方式分类：-常开型：工作时继电器的触点始终处于导通状态，只有收到控制信号后才会断开。
-常闭型：工作时继电器的触点始终处于断开状态，只有收到控制信号后才会闭合。
-双向型：既可以常开，也可以常闭，通过控制信号实现转换。
2.开关方式分类：-零电压开关：只在电源交流电压过零点时闭合，可以减小开关产生的干扰和接触电流峰值。
-非零电压开关：可以在电源电压波形的任意时间点进行开关操作，但会产生更大的电流峰值和干扰。
3.电气连接方式分类：-串联型：继电器的负载与驱动电源串联连接，可以通过继电器来控制负载的通断。
-并联型：继电器的负载与驱动器并联连接，可以通过继电器来对负载进行调整或保护。
1.控制信号输入：通过电路调节控制信号电流的大小，将控制信号输入到固态继电器。
2.光电隔离（光电三端子型SSR）：固态继电器中的光电三端子将输入的控制信号转换为光信号，使得输入和输出之间实现电隔离。
光电耦合器的输入端通过控制信号电流激活光发射二极管，产生光信号。
3.光信号转换（光电三端子型SSR）：光信号进入光检测二极管，使其电导增加，形成与光发射二极管相对应的电流变化。
光电三端子通过这种光信号转换，实现了输入信号的非接触隔离。
4.控制信号放大（FET型SSR）：固态继电器通过驱动电路将输入信号的电流转换为电压信号，驱动场效应晶体管（FET）。
控制信号电压的大小决定了FET的导通程度，从而控制FET管脚之间的通断。
5.开关操作：在光电隔离或FET控制之后，固态继电器会根据输入信号的状态进行开关操作。
当控制信号激活固态继电器时，输出与输入之间的电路就会通断，控制负载的开关与输出状态。
固态继电器原理及应用电路
固态继电器原理及应用电路固态继电器是一种用固态电子元件代替机械触点的继电器。
它由固态电子开关、输入电路、输出电路三部分组成。
固态继电器工作原理与普通继电器类似，但由于使用了固态电子元件，因此具有更快的响应速度、更高的可靠性和更长的使用寿命。
固态继电器的输入电路通常是一个光电耦合器，其原理是利用光电转换效应实现输入信号与输出电路之间的隔离。
输入信号经过光电耦合器后，可以将光电转换器上的发光二极管(LED)发射的光信号转换为输出电路上的接收器上的光电三极管(Phototransistor)中的电流信号。
固态继电器的输出电路通常由半导体开关电路构成，可以是晶体管、场效应晶体管、双向三极管等。
当光电三极管中的电流达到一定程度时，输出电路上的半导体开关就会通电，使得输出电路上的负载得到驱动。
可以根据需要选择不同的功率输出电路来适应不同的负载要求。
1.自动化控制系统：固态继电器可以广泛应用于各种自动化控制系统中，如工业自动化控制系统、智能家居控制系统等。
通过控制输入信号的电平，可以实现对输出负载的开关控制。
2.电力控制系统：固态继电器可以在电力控制系统中起到重要作用。
例如，在电力系统的电力开关控制中，可以使用固态继电器来实现对电阻、电容、电感等电力元件的开关控制。
3.电子设备：固态继电器可以广泛应用于电子设备中，如计算机、通信设备、医疗设备等。
通过固态继电器的开关控制，可以实现电子设备的电源开关、电路切换等功能。
4.高频电路：固态继电器由于具有快速响应速度和低损耗特性，适用于高频电路的开关控制。
例如，在射频电路中，可以使用固态继电器来实现对高频信号的开关控制。
总之，固态继电器具有快速响应速度、高可靠性和长使用寿命的优点，广泛应用于各种控制系统和电子设备中。
随着固态电子技术的不断进步和应用领域的扩大，固态继电器在未来的应用前景将会更加广阔。
最新固态继电器及工作原理
固态继电器及工作原理固态继电器及工作原理一.固态继电器二.固态继电器(SOLIDSTATE RELAYS)，简写成“SSR”，是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”，固态继电器与传统的电磁继电器（EMR）相比，是一种没有机械、不含运动零部件的继电器，但具有与电磁继电器本质上相同功能。
固态继电器按其工作性质分直流输入-交流输出型、直流输入-直流输出型、交流输入-交流输出型、交流输入-直流输出型。
按其结构分机架安装型（面板安装）、线路板安装型。
二.工作原理过零触发型AC—SSR为四端器件，其内部电路如图1所示。
1、2为输入端，3、4为输出端。
R0为限流电阻，光耦合器将输入与输出电路在电气上隔离开，V1构成反相器，R4、R5、V2和晶闸管V3组成过零检测电路，UR为双向整流桥，由V3和UR用以获得使双向晶闸管V4开启的双向触发脉冲，R3、R7为分流电阻，分别用来保护V3和V4，R8和C组成浪涌吸收网络，以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流，防止对开关电路产生冲击或干扰。
要指出的是所谓“过零”并非真的必须是电源电压波形的零处，而一般是指在10～25V或-(10～25)V区域内进行触发，如图2所示。
图中交流电压分三个区域，Ⅰ区为-10V～+10V范围，称为死区，在此区域中加入输入信号时不能使SSR导通。
Ⅱ区为10～25V和-(10～25)V范围，称为响应区，在此区域内只要加入输入信号，SSR立即导通。
Ⅲ区为幅值大于25V的范围，称为抑制区在此区域内加入输入信号，SSR的导通被抑制。
当输入端未加电压信号时，光耦合器的光敏晶体管因未接收光而截止，V1饱和，V3和V4因无触发电压而截止，此时SSR关闭。
当加入输入信号时，光耦合器中的发光二极管发光，光敏晶体管饱和，使V1截止。
固态继电器原理及应用电路[仅限参考]
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固态继电器原理及应用电路固态继电器(SOLID STATE RELAYS)，简写成“SSR”，是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”，它问世于70年代，由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。
一、固态继电器的原理及结构SSR按使用场合可以分成交流型和直流型两大类，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混下面以交流型的SSR为例来说明它的工作原理，图1是它的工作原理框图，图1中的部件①-④构成交流SSR的主体，从整体上看，SSR只有两个输入端(A和B)及两个输出端(C和D)，是一种四端器件。
工作时只要在A、B上加上一定的控制信号，就可以控制C、D两端之间的“通”和“断”，实现“开关”的功能，其中耦合电路的功能是为A、B端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道，但又在电气上断开SSR中输入端和输出端之间的(电)联系，以防止输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是“光耦合器”，它动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的绝缘(耐压)等级高；由于输入端的负载是发光二极管，这使SSR的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配，在使用可直接与计算机输出接口相接，即受“1”与“0”的逻辑电平控制。
触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路④工作，但由于开关电路在不加特殊控制电路时，将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，为此特设“过零控制电路”。
所谓“过零”是指，当加入控制信号，交流电压过零时，SSR即为通态；而当断开控制信号后，SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点(零电位)时，SSR才为断态。
这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染。
吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌(电压)对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作)而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻(压敏电阻器)。
固态继电器原理及接线方法
工作原理过零触发型AC—SSR为四端器件，其内部电路如图1所示。
1、2为输入端，3、4为输出端。
R0为限流电阻，光耦合器将输入与输出电路在电气上隔离开，V1构成反相器，R4、R5、V2和晶闸管V3组成过零检测电路，UR为双向整流桥，由V3和UR用以获得使双向晶闸管V4开启的双向触发脉冲，R3、R7为分流电阻，分别用来保护V3和V4，R8和C组成浪涌吸收网络，以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流，防止对开关电路产生冲击或干扰。
要指出的是所谓“过零”并非真的必须是电源电压波形的零处，而一般是指在10～25V 或-(10～25)V区域内进行触发，如图2所示。
图中交流电压分三个区域，Ⅰ区为-10V～+10V 范围，称为死区，在此区域中加入输入信号时不能使SSR导通。
Ⅱ区为10～25V和-(10～25)V 范围，称为响应区，在此区域内只要加入输入信号，SSR立即导通。
Ⅲ区为幅值大于25V的范围，称为抑制区在此区域内加入输入信号，SSR的导通被抑制。
当输入端未加电压信号时，光耦合器的光敏晶体管因未接收光而截止，V1饱和，V3和V4因无触发电压而截止，此时SSR关闭。
当加入输入信号时，光耦合器中的发光二极管发光，光敏晶体管饱和，使V1截止。
此时若V3两端电压在-(10～25)V或10～25V范围内时，只要适当选择分压电阻R4和R5，就可使V2截止，这样使V3触发导通，从而使V 4的控制极上得到从R6→UR→V 3→UR→R7或反方向的触发脉冲，而使V4导通，使负载接通交流电源。
而若交流电压波形在图2中的Ⅲ区内时，则因V2饱和而抑制V3和V4的导通，而使SSR被抑制，从而实现了过零触发控制。
由于10～25V幅值与电源电压幅值相比可近似看作“零”。
因此，一般就将过零电压粗略地定义为0～±25V，即认为在此区域内，只要加入输入信号，过零触发型AC—SSR都能导通。
当输入端电压信号撤除后，光耦合器中的光敏晶体管截止，V1饱和，V3截止，但此时V4仍保持导通，直到负载电流随电源电压减小到小于双向晶闸管的维持电流时，SSR才转为截止。
固态继电器原理及接线方法
固态继电器原理及接线方法固态继电器（Solid State Relay，简称SSR）是一种非接触式的电力控制元件，它能够将微弱的控制信号转换成相应的高功率负载输出信号，实现电路的开关控制。
本文将介绍固态继电器的原理以及常见的接线方法。
固态继电器由输入控制电路、输出负载电路和隔离传导电路三部分组成。
输入控制电路通常由光电耦合器和触发电路构成，它可以实现高低电平的转换，将来自低压电路的微弱控制信号转换为高压电路的驱动信号。
输出负载电路由一对双向可控硅三极管和电流保护电路构成，它可以根据输入控制信号的变化打开或关闭电路，并将高功率的负载电流传导至外部负载。
隔离传导电路则起到隔离输入与输出电路的作用，避免输入与输出电路之间的电气干扰。
1.直流控制接线：直流控制接线方式包括无源式和有源式两种方式。
（1）无源式直流控制接线方法：这种接线方法是将固态继电器的控制端与直流信号源相连，其中直流信号源可以是直流电源、开关、传感器等。
具体接线方法为：将正极（+）与控制端（+)相连，负极（-）与控制端（-)相连。
在这种方式下，只需要将直流信号源的电压高于触发电压即可激活固态继电器。
此时，当外部触发电路通电，通过光电耦合器输出的光电信号就能够导通SSR的输出端，实现电路的开关控制。
（2）有源式直流控制接线方法：这种接线方法是在无源式直流控制接线的基础上加入控制电源，以增强驱动能力和稳定性。
具体接线方法为：将固态继电器的控制端与控制信号源相连，控制信号源可以是可控硅、继电器、PLC等。
在这种方式下，通过控制信号源的开关状态，控制电源的导通与否，从而实现固态继电器的驱动。
2.交流控制接线：交流控制接线方式包括零火控制接线和触发控制接线两种方式。
（1）零火控制接线方法：这种接线方法是将固态继电器的控制端与零线相连，控制端不接接地线。
具体接线方法为：将控制端与电源的零线相连，在这种方式下，固态继电器的输出信号与交流输入电源的零线同步，从而实现电路的控制。
固态继电器的结构、原理及应用
固态继电器（SolidStateRelay,缩写SSR ）,是由微电子电路，分立电子器件， 电力电子功率器件组成的无触点开关。
用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。
固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。
与传统继电 器相比，最大的特点在于无触点开关。
一、 什么是固态继电器固态继电器是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子 元件（如开关三极管、双向可控硅等半导体器件）的开关特性，可达到无触点无 火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。
固态继电器是一 种四端有源器件，其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端。
它既有 放大驱动作用，又有隔离作用，很适合驱动大功率开关式执行机构，较之电磁继 电器可靠性更高，且无触点、寿命长、响应速度快，对外界的干扰也小，已被得 到广泛应用。
二、 固态继电器结构及原理常用固态继电器几乎都是模块化的四端有源器件，其中两端为输入控制端，另外 两端为输出受控端，其基本构成如下图所示。
器件中多采用光电耦合器实现输入 与输出之间的电气隔离。
输出受控端利用开关三极管、双向晶闸管等半导体器件 的开关特性，实现无触点、无火花地接通和断开外接控制电路的目的。
整个器件 无可动部件及触点，可实现相当于常用电磁继电器一样的功能。
只是相比传统电 磁继电器，可通断的负载一般比较小。
固态继电器按输出端极性的不同，可分为直流式和交流式两大类。
直流固态继电 器（DC-SSR ）控制电压由输入端IN 输入，通过光电耦合器将控制信号耦合至接 收电路，经放大处理后驱动开关三极管VT 导通。
显然，直流固态继电器的输出 端OUT 在接入被控电路回路中时，是有正、负极之分的。
交流固态继电器（AC-SSR ） 的电路原理与直流固态继电器不同的是，其开关元件采用了双向晶闸管VS 或其 他交流开关，因此它的输出端OUT 无正、负极之分，可以控制交流回路的通断。
固态继电器工作原理
光电耦合器主要是由两部分组成，分别是发光源和受光器，这两部分的 元件都同时处于一个密闭的空间中，而且彼此之间都是用绝缘的透明壳 体隔离。电流工作的方式是以发光源的接线口为输入端，电流从这里进 入。以受光器的接线口为输出端，电流从这里输出。当电流进入到发光 源中，发光的元件受到电流作用发光，而且光的亮度会因为输入电流的 大小而改变。当光照到受光器上，受光器发生反应，电流从这里输出就 会成为光电流。
1.1固态继电器（亦称固体继电器）英文名 称为Solid State Relay，简称SSR。
它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电 器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中 两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入 端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态 转变成通态。
1.4固态继电器与普通继电器的区别
固态继电器是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元 件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。固态继电器与传统的 电磁继电器相比，是一种没有机械，不含运动零部件的继电器，但具有 与电磁继电器本质上相同的功能。下面以电磁继电器与相应固态继电器 比较说明它们的区别:
当有输入信号时，光敏三极管导通，此时VTH的状态由VT1决定，如此电 源电压大于过零电压时，分压器R3、R2的分压点P电压大于VBE1，VT1饱 和导通，VTH门极因箝位在低电位而截止，TR的门极因没有触发脉冲而处 于关断状态。只有当电源电压小于过零电压，P点电压小于VBE1时G1截止， VTH门Байду номын сангаас获得触发信号而导通。在TR的门极获得触发脉冲，TR就导通．从 而接通负载电源。 当输入信号关断后GD中的光敏三极管截止， G1饱和导通使VTH门极箝位 在低电位而关断，但是此时TR仍保持导通状态，负载上仍有电流流过， 直到负载电流随VAC减小到小于双向晶闸管TR的维持电流后才会自行关断， 切断负载电源。
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工作原理
过零触发型AC—SSR为四端器件，其内部电路如图1所示。
1、2为输入端，3、4为输出端。
R0为限流电阻，光耦合器将输入与输出电路在电气上隔离开，V1构成反相器，R4、R5、V2和晶闸管V3组成过零检测电路，UR为双向整流桥，由V3和UR用以获得使双向晶闸管V4开启的双向触发脉冲，R3、R7为分流电阻，分别用来保护V3和V4，R8和C组成浪涌吸收网络，以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流，防止对开关电路产生冲击或干扰。
要指出的是所谓“过零”并非真的必须是电源电压波形的零处，而一般是指在10～25V 或-(10～25)V区域内进行触发，如图2所示。
图中交流电压分三个区域，Ⅰ区为-10V～+10V 范围，称为死区，在此区域中加入输入信号时不能使SSR导通。
Ⅱ区为10～25V和-(10～25)V 范围，称为响应区，在此区域内只要加入输入信号，SSR立即导通。
Ⅲ区为幅值大于25V的范围，称为抑制区在此区域内加入输入信号，SSR的导通被抑制。
当输入端未加电压信号时，光耦合器的光敏晶体管因未接收光而截止，V1饱和，V3和
V4因无触发电压而截止，此时SSR关闭。
当加入输入信号时，光耦合器中的发光二极管发光，光敏晶体管饱和，使V1截止。
此时若V3两端电压在-(10～25)V或10～25V范围内时，只要适当选择分压电阻R4和R5，就可使V2截止，这样使V3触发导通，从而使V 4的控制极上得到从R6→UR→V 3→UR→R7或反方向的触发脉冲，而使V4导通，使负载接通交流电源。
而若交流电压波形在图2中的Ⅲ区内时，则因V2饱和而抑制V3和V4的导通，而使SSR被抑制，从而实现了过零触发控制。
由于10～25V幅值与电源电压幅值相比可近似看作“零”。
因此，一般就将过零电压粗略地定义为0～±25V，即认为在此区域内，只要加入输入信号，过零触发型AC—SSR都能导通。
当输入端电压信号撤除后，光耦合器中的光敏晶体管截止，V1饱和，V3截止，但此时
V4仍保持导通，直到负载电流随电源电压减小到小于双向晶闸管的维持电流时，SSR才转为截止。
SSR的输出端器件可分为双向晶闸管和两只单向晶闸管反并联形式。
若负载为电动机一类的感性负载，则其静态电压上升率dv/dt是一个重要参数。
由于单向晶闸管静态电压上升
率(200V/μs)大大高于双向晶闸管的换向指标(10V/μs)，因此若采用两只大功率单向晶闸
管反并联代替双向晶闸管，一方面可提高输出功率；另一方面也可提高耐浪涌电流的冲击能
力，这种SSR称为增强型SSR。
SSR固态继电器以触发形式,可分为零压型(Z)和调相型(P)两种。
在输入端施加合适的控制信号VIN时,P型SSR立即导通。
当VIN撤销后,负载电流低于双向可控硅维持电流时(交流换向),SSR关断。
Z型SSR内部包括过零检测电路,在施加输入信号VIN时,只有当负载电源电压达到过零区时,SSR才能导通,并有可能造成电源半个周期的最大延时。
Z型SSR关断条件同P型,但由于负载工作电流近似正弦波,高次谐波干扰小,所以应用广泛。
先锋公司电子厂SSR由于采用输出器件不同,有普通型(S,采用双向可控硅元件)和增强型(HS,采用单向可控硅元件)之分。
当加有感性负载时,在输入信号截止t1之前,双向可控硅导通,电流滞后电源电压90O(纯感时)。
t1时刻,输入控制信号撤销,双向可控硅在小于维持电流时关断(t2),可控硅将承受电压上升率dv/dt很高的反向电压。
这个电压将通过双向可控硅内部的结电容,正反馈到栅极。
如果超过双向可控硅换向dv/dt指标(典型值10V/s,将引起换向恢复时间长甚至失败。
单向可控硅(增强型SSR)由于处在单极性工作状态,此时只受静态电压上升率所限制(典型值200V/s),因此增强型固态继电器HS系列比普通型SSR的换向dv/dt指标提高了520倍。
由于采用两只大功率单向可控硅反并联,改变了电流分配和导热条件,提高了SSR输出功率。
增强型SSR在大功率应用场合,无论是感性负载还是阻性负载,耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性,均超过普通固态继电器,并达到了进口产品的基本指标,是替代普通固态继电器的更新产品。
固态继电器由三部分组成：输入电路、隔离（耦合）和输出电路组成，在输入电路控制端加入信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，R1串接电阻对输入信号进行限流，以保证光耦合器不致损坏。
LED发光二极管指示输入端控制信号，VD1可防止当输入信号正负极性接反时以保护光耦IC1。
V1 在线路中起到交流电压检测作用，使固态继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。
当IC1光敏三极管截止时(控制端无信号输入时)，V1通过R2获得基极电流使之饱和导通,从而使SCR可控硅门极触发电压UGT被箝在低电位而处于关断状态，最终导致BTA 双向可控硅在门极控制端R6上无触发脉冲而处于关断状态。
当IC1光敏三极管导通时( 控制端有信号输入时) ，SCR可控硅的工作状态由交流电压零点检测三极管V1来确定其工作状态。
如电源电压经R2与R3分压，A处电压大于过零电压时(VA＞VBE1)，V1处饱和导通状态，SCR、BTA可控硅都处于关断状态；如电源电压经R2与R3分压，A处电压小于过零电压时（VA＞VBE1）V1处截止状态，SCR可控硅通过R4获得触发信号而导通,从而使BTA在R6上也获得触发信号也呈导通状态,对负载电源进行关断控制。
如此时控制端信号关断后,负载电流也随之减小至BTA双向可控硅的维持电流IH
时可自行关断,切断负载电源。
交流过零型固态继电器，因有其电压过零时开启，负载电流过零时关断的特性。
它的最大接通、关断时间是半个电源周期，在负载上可得到一个完整的正弦波形。
也相应的减少了对负载的冲击。
而在相应的控制回路中产生的射频干扰也大大减少。
过零型与随机型的工作波形
图分别见图2和图3。