(整理)固态继电器选型

固态继电器选型

◆固态继电器原理与应用

◆固态继电器的电气特性

◆固态继电器的命名选型

◆固态继电器的合理选型

◆固态继电器的散热单元

◆固态继电器外形尺寸图

◆固态继电器原理与应用

交流固态继电器SSR(Solid state releys)是一种无触点通断电子开关,为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端，中间采用光电隔离,作为输入输出之间电气隔离(浮空)。在输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态),从而控制较大负载。整个器件无可动部件及触点,可实现相当于常用的机械式电磁继电器一样的功能。

由于固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件,所以与电磁继电器相比具有工作可靠、寿命长,对外界干扰小,能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快和使用方便等一系列优点,因而具有很宽的应用领域,有逐步取代传统电磁继电器之势,并可进一步扩展到传统电磁继电器无法应用的计算机等领域。

◆固态继电器的电气特性

1. 浪涌电流（电网一周）700％输出通态压降1.5V

2. 普通型SSR静态电压上升率dvs/dt 100v/us 绝缘电阻（输入、输出及外壳）100MΩ

3. 普通型SSR换向电压上升率dvs/dt 10v/us 绝缘电压（输入，输出及外壳）2000VAC

4. 增强型SSR静态电压上升率dvs/dt 100v/us 使用温度范围－40℃－＋80℃

5. 增强型SSR换向电压上升率dvs/dt 100v/us 过零型SSR开启最大延时10ms

6. 漏电流（无RC吸收回路）小于1mA SSR关断最大延时10mA

7. 过零型SSR过零区域15V 电网频率50HZ\60HZ

l 电网频率：

SSR应用于50HZ或60HZ的工频电网上，不宜低频或高次谐波分量大的场合，如变频器输出端有多组负载需要分别切换，采用SSR作为开关则可能由于高次谐波使其不能可靠关断，并且高次谐波还可能使SSR 内部的RC吸收回路因过热而爆炸。

◆固态继电器的命名选型

l 固态继电器的命名方法:

2. 固态继电器选型表:

◆固态继电器的合理选择

在使用中流过继电器输出端的稳态电流不得超过额定输出电流，可能出现的浪涌电流不得超过继电器的过载能力。

几乎所有的负载工作时都有浪涌电流，如电热元件，尽管它时纯电阻性负载，具有正稳定系数，低温时电阻较小，因而启动时电流就较大。

下表给出考虑继电器过载能力和负载浪涌电流后，常温下各种负载的稳压电流对固态继电器额定输出电流的降额系数推荐（专家经典系数）

表中单相，三相电机降额系数的较小值，对应着大惯性负载,当继电器处于频繁操作和要求长寿命，高可靠的应用场合，还应对表中的降额系

再乘以0。6，继电器的负载控制电流也不应低于继电器的最小输出电流否则继电器会不接通或不正常输出，所以只能用继电器适用的输出电压，输出电流测试电流测试固态继电器的接通和关断。

l 输出电压

负载电源的电压不能超过继电器的额定输出电压，也不能低于规定的最小输出电压。在使用中，单相，三相电机负载或这些负载电路上电时继电器输出端都可能要承受两倍或高于两倍的电源电压峰值的电压选取继电器时要给予充分的考虑。

l 输入特性

输入的控制电压3－32V较宽的电压，直流、交流单相固态继电器的输入电流一般在10mA 左右。三相固态继电器的输入电流一般在30mA左右（可以定制在15mA以下）交流固态继电器的控制操作频率一般不超过10HZ，直流固态继电器控制信号周期应大于继电器接通，关断时间之和的五倍

固态继电器的负载能力同环境温度相关。当环境温度升高时，SSR的负载能力随之下降，同时，选择SSR 的额定电流，要留有充分的余量，当环境温度较高时，更须注意这一点。

l 注意事项

安全操作；维修人员必须首先切端电源，才能检查输出线路，尤其对KR系列调压模块和KL半波调压模块。，因输入。输出端没有隔离，输入端带电的.

1．额定电流的选择：由于晶闸管模块的过载能力比一般电磁元件小，为提高长期工作可靠性，合理的留有电流余量是必要地，对于一般负载（电阻型）额定有效值工作电流可按表称值地60％来选择,但必须考虑一些特殊负载条件，以避免过大的冲击电流和过电压对器件性能造成不必要的损害。白炽灯，电炉等类的“冷阻”特性造成开通瞬间的浪涌电流超过额定工作电源的数倍。某些类型的灯在烧断瞬间会出现低阻抗，气体

和放电通道以及容性负载和切换电容器造成瞬间短路，可在线路中进一步串连电阻或电感作为限流措施，马达的开启，堵转，关闭等也会产生较大的冲击电流和电压，中间继电器，电磁阀吸合不可靠时引起抖动，以及电容换相电机，换相时电容充电电压和输入电源的叠加会在SSR两端造成二倍高电压，例如：SSR用于电力电容器投切控制的规则是：（1）电感限流：（2）投切前、放电电容的残余电压，此时，变压器的次级负载不能开路，三相负载要平衡，调压电路采用缓启动和缓关断，能避免电源合闸或断电引起的瞬间浪涌电压，浪涌电流异常。

SSR用于电磁阀和中间继电器，正常负载工作电流很小，一般选用小功率SSR,又因负载为电感，可靠性较低。国内，国外设备上，大都在线圈间并联一只功率电阻，提高了SSR的开通率和吸收断开瞬间浪涌电压。

通态时损耗是SSR发热的最主要的原因，此时，元件承受的热耗散功率是：P耗＝V饱和压降×有效值工作电流，例如当通过100A工作电流是，晶闸管通态有效压降一般小于1.5V耗散时约150W.SSR工作结温度不得超过125℃，相对底板（壳温）的温升，一般不超过80℃这时须根据实际工作环境条件，合理选用散热器尺寸，应避免因过热引起的失控（常通），甚至造成产品损失。否则应降低工作电流使用，器件才可靠，连续负载电流小于5A的固态继电器可选择线路板安装型大功率10A以下的固态继电器安装时可采用散热条件良好仪器底板，10A及10A以上的固态继电器需配散热器，固态继电器与散热器安装面须涂一层导热硅脂或加垫导热模，当固态继电器连续使用在30A以下时可采用自然风冷，连续工作电流超过30A 时，需采用强制分冷。

安装方式

散热器加工平面要求平整无毛刺，大功率继电器底板和散热器接触面间应均匀涂抹导热硅脂或加垫导热模，用标准螺丝将继电器和散热器坚固。按照配电柜电器安全标准，散热器不推荐接地，以避免短路产生的高能量对地电弧，安装方法是垂直安装在通风条件良好的机箱上，并应注意充分利用空气对流的散热条件。电力导线截面积可按4－8A/平方毫米选择，接线一般采用软导线过渡，引出应有支撑，避免断子受力折断，高温高热环境，结合部还应涂导电搞，以降低发热，防潮及放电化学腐蚀。对KR,KL系列固态调压模块外接的电位器因直接带电，请注意绝缘和安全。