原创 固态继电器基础知识和工作原理

 固态继电器是一种完全由固态电气元件组成的非接触式开关，可以以较小的控制信号驱动大电流负载。由于电气元件（即开关晶体管、可控硅等半导体元件）的开关特性，它可以实现无接触和无火花的开关。与电磁继电器相比，固态继电器具有以下优点：可靠性高、无接触、无火花、寿命长、开关速度快、抗干扰能力强、体积小。广泛应用于数控机床、远程控制系统、工业自动化设备、化工、医疗设备、安防系统等。

固态继电器特性

1. SSR 没有内部机械元件，结构中全密封灌注。因此，SSR具有抗振、耐腐蚀、寿命长、可靠性高等优点。

2. 低噪音。交流SSR采用过零触发技术，从而有效降低了线路上的电压上升率dv/dt和电流上升率di/dt，使SSR在长期工作中对电源的干扰最小。

3. 开关时间短，因此 SSR 可用于高频应用。

4. 输入电路和输出电路之间采用光电隔离，绝缘电压大于2500V。

5. 低输入功耗，兼容TTL和COMS电路。

6. 保护电路设置在输出端子中。

7. 高负载能力。

固态继电器工作原理
固态继电器是如何工作的？固态继电器按应用可分为交流固态继电器和直流固态继电器。现在以交流固态继电器为例，说明SSR的工作原理。如图1所示，它是交流SSR工作原理图，其主体由（2）~（2）部分组成。总体而言，SSR只有1个输入端子（A&B）和0个输出端子（C&D）。它是一个四端子有源器件。

工作时，只需向A&B放置一定的控制信号，即可控制C和D之间的开关状态，进而实现切换功能。耦合电路的作用是在输入和输出端子之间提供通道，用于从A和B输入控制信号，但切断输入和输出之间的电气连接，以防止输出影响输入。耦合电路中使用的元件是“光耦合器”，具有良好的动作灵敏度，高响应速度，高水平的输入/输出绝缘（耐压）。输入端的负载是发光二极管，这使得SSR输入非常容易匹配输入信号电平。

在使用中，可以直接与计算机输出接口连接，即由“<>”和“<>”的逻辑电平控制。触发电路的功能是产生所需的触发信号来驱动开关电路工作。但是，如果没有特殊的控制电路，开关电路会产生RFI（射频干扰）并污染电网作为高谐波或峰值，因此为此目的设置了过零控制电路。过零是指SSR在放置控制信号和交流电压过零时处于导通状态;关闭控制信号后，SSR 在交流电流处于正半周期和负半周期（零电位）结点之前，SSR 不处于关闭状态。这种设计可防止高次谐波的干扰和电网的污染。缓冲电路旨在防止电源的浪涌和尖峰（电压）对开关元件可控硅的影响和干扰。通常使用RC系列缓冲电路或非线性电阻（MOV）。与交流SSR相比，DC SSR内部没有过零控制电路和缓冲电路，开关元件通常采用大功率晶体管。此外，其他工作原则也是一样的。