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固态继电器与机电继电器具有相同的功能

2020-11-23 14:25:25

固态继电器是一种电子开关设备,当在其控制端子上施加外部电压(AC或DC)时,其导通或关断。SSR包括响应适当输入(控制信号)的传感器,将功率切换到负载电路的固态电子开关设备,以及使控制信号无需机械部件即可激活该开关的耦合机制。继电器可以设计为切换交流或直流负载。它具有与机电继电器相同的功能,但是没有活动部件,因此可以延长使用寿命。

封装的固态继电器使用功率半导体器件(例如晶闸管和晶体管)将电流切换到大约100安培。与机电继电器相比,固态继电器具有更快的开关速度,并且没有物理触点会磨损。固态继电器的用户必须考虑SSR无法像机电继电器那样承受较大的瞬时过载,以及它们较高的“导通”电阻。

控制信号必须以在两个电路之间提供电流隔离的方式耦合到受控电路。

许多SSR使用光耦合。控制电压使内部LED通电,该内部LED点亮并打开光敏二极管(光伏);二极管电流导通背靠背晶闸管(TRIAC),SCR或MOSFET来切换负载。光学耦合允许控制电路与负载电气隔离。有关此隔离技术的更多信息,请参见光隔离器。

基于单个MOSFET或并联阵列中的多个MOSFET的SSR可以很好地应对直流负载。MOSFET具有一个固有的衬底二极管,该二极管沿反方向导电,因此单个MOSFET不能阻挡两个方向的电流。对于AC(双向)操作,两个MOSFET背对背排列,其源极引脚连接在一起。它们的漏极引脚连接到输出的任一侧。当继电器关闭时,衬底二极管交替反向偏置以阻止电流。当继电器接通时,公共源极始终处于瞬时信号电平上,并且两个栅极均被光电二极管相对于源极偏置为正。

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固态继电器---先进光半导体

通常,提供对公共电源的访问,以便在切换直流负载时可以并联连接多个MOSFET。通常,当移除控制输入时,会提供一个网络来加速MOSFET的关断。

在交流电路中,SCR或TRIAC继电器固有地在零负载电流时断开。该电路永远不会在正弦波峰值的中间中断,从而防止了大的瞬态电压,否则该瞬态电压会由于电感周围磁场的突然崩溃而发生。通过添加零点检测器(没有不利的电路电感和产生的反电动势),可以在新的波形开始时重新打开各个SCR。此功能称为零交叉切换。

与机电设备相比,固态继电器和机电继电器的大多数相对优势是所有固态产品所共有的。

与类似规格的机械继电器相比,其内在的外形更小,更纤细,从而可以使包装更加紧凑。(如果需要,可以具有相同的“外壳”形状因数以实现互换性。)


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