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开关电源热敏电阻的选型
图1 如上图1所示，热敏电阻在开关电源中起到非常重要的作用，在这里简单的概括一下吧！ 表格1 热敏电阻NTC,也称负温度系数热敏电阻，字面意思就是说这个热敏电阻的阻值会随着温度的升高，阻值而变低，温度低时，阻值较高！ 那其实很多小伙伴到这就会感到很疑惑，这不是个测温的吗？怎么和开关电源的输入扯上关系了呢？ 这个就是热敏电阻运用在开关电源输入处巧妙的地方！ 开关电源的整流滤波电路中一般都会大的电解电容存在，在开机的瞬间，电容两端的电压不能突变，就会产生一个短时间的充电电流，形成很大的浪涌电流，这个浪涌电流对其他器件是有害的，必须加以限制，那这个时候热敏电阻就起到关键的作用了，由于上电前，热敏电阻的温度比较低，所以阻值较高，故这个时候就直接限制了电容的充电电流了（也就相当于抑制浪涌电流了），开关电源正常工作后，由于工作电流慢慢变大，通过热敏电阻的电流也随之增大，温度也同理升高，此时热敏电阻的阻值就会降低，从而功耗降低！ 图2 假设电路的负载电阻为1Ω，电路中加入热敏电阻和没加入热敏电阻的这两种情况对比一下，我们通过欧姆定律简单的计算一下电流Ia，如下图所示： 图3 从图3可以看的出来，加和不加热敏电阻的电流相差10倍以上，这对电路中的整流桥可能是致命的，如果这个上电瞬间的电流不加以抑制，整流桥很容易热击穿。 在整流桥的手册中有两个参数是非常重要的，就是Ifsm（正向峰值电流）和I²t，如下图4所示： 图4 上面所示的8.3ms就是一个半波的时间，也就是半波的时间内通过的电流是60A，后面主要以这个参数来进行相应的计算。 至于I²t（熔断积分），如果说半波的时间不是8.3ms的话，就需要按照这个公式I²t来计算正向峰值电流Ifsm，比如半波的时间是4ms，整流桥的I²t等于5.8A²s 图5 则：Ifsm=√(14.91/4ms)≈61A 那该如何选型？ （1）先知道NTC实物上标注的字母数字表示什么意思！ 比如5D-7，指的就是25℃的环境温度下NTC的阻值为5Ω，直径为7mm的圆形NTC热敏电阻。 （2）选择多大阻值的NTC? 在实际的电路中，回路的电阻主要由保险丝+NTC+电解电容ESR+PCB走线的线阻组成，由于保险丝和PCB走线的电阻都很小，可忽略不计。 从上面的图4中，我们可以知道整流桥的Ifsm=60A，故根据欧姆定律： 负载电阻R等于整流后的电压除以Ifsm： R=1.414*220V/60A≈5.1Ω 由于保险丝和PCB走线的电阻忽略不计，所以剩下的就是电解电容的ESR和NTC了，电解电容的ESR可以查看具体的规格书可知（图片来源于网络）： 图6 由之前的文章可知我们选择的电容为10uF/400V，还不清楚的小伙伴可以翻看这篇文章：反激式开关电源器件计算与选型（二）——输入电容 由图6可知电解电容的ESR为4.5Ω，所以NTC的阻值必须大于5.1-4.5Ω。也就是R25(25指的就是环境温度25℃)这个指标： （3）选择多大直径的NTC? 正常来说，NTC的直径越大，功率也就越大，能通过的电流也就越大。 在电路正常工作时的电流小于NTC的稳态电流即可，如下面的两张图所示： 可以看得出，直径不一样，稳态电流就不一样。 （4）NTC其余参数的简介 ①残余电阻Residual Resistance，指NTC本体温度达到最大时，本体所具备的阻值（NTC不可能为0Ω），如下图表示的就是在175℃时NTC的残余电阻阻值： ②热时间常数Thermal Time Consant，指的是NTC高温之后恢复到25℃时所需要的时间。 这个指标很关键，说明了NTC还是存在一定的弊端，就拿这个热时间常数来讲，如果快速开关机的话，那NTC还处于发热状态，此时再开机，阻值较低，那NTC就不能很大的起到限流的作用了，所以一般这种时候可以并一个电阻或者并一个继电器来解决这个问题！ ③最大允许使用容量值，这个值也就是指整流滤波电容的容值，一般的NTC规格书都会给出来（实际选型时的容量不要大于这个推荐值），如下： 其实根据下面的这个公式就可以知道，电解电容的容量越大，需要的充电能量也就越大，同理NTC的压力也就越大： E=1/2*C*Vbusmax² C是电容的容量 E是冲击电流的能量 其中Vbusmax为最高输入交流电Vacmax整流后的电压， ④耗散常数Thermal Dissipation Consant ，指NTC本体每通过13mw（具体看规格书，这里只是举例），本体温度就升高1℃，所以在实际使用时需要特别关注这个温升情况！
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图解27个高清电工元件
1、变频器字母代码的意思2、各种铝铜鼻子的介绍3、感应电笔的面板功能4、三相导轨式多功能智能电表接线方法5、断路器C型、D型的区别6、数字式电能表面板介绍7、配电柜线号识别规则8、单相电子式电能表接线方法9、三相设备搭载多大空气开关计算10、行程开关常开与常闭的接线方法11、固态继电器的介绍 12、换电源开关面板介绍13、电动机综合保护器面板介绍14、摇表的面板功能使用介绍15、指针式万用表的面板介绍16、嵌形式电流表面板介绍17、数字式万用表的面板介绍18、三相浪涌保护器的接线方法及面板介绍19、浪涌保护器的面板介绍20、中间继电器指示灯红灯绿灯的区别 21、8脚中间继电器详解22、交流接触器的面板介绍 24、漏电保护器的面板介绍25、塑壳断路器的面板介绍26、塑壳断路器的面板介绍27、自复式过欠压保护器的面板介绍
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开关电源ntc电阻主要做什么用?
开关电源中有上拉电阻和下拉电阻，还有一个特殊的电阻，ntc电阻。Ntc电阻是负温度系数电阻，温度越高，它的阻值越小。利用这个特性可以做成温度检测电阻和缓冲电阻等。开关电源中为什么用这个电阻呢，这就要知道开关电源内部整流桥后面接的滤波电容，在通电后，电流会对电容充电，瞬间充电电流特别大，接近短路电流，这对电容和整流二极管的瞬间抗浪涌电流承受较大应力，影响二极管和电容的寿命，还会对电网产生干扰。为了限制这种冲击电流，就要限制一下瞬间的充电电流，在整流桥输入一段串联一个普通的功率电阻可以限制这个充电电流，但是这颗电阻上会有功率损耗，这个阻值是一定的，当开关电源在满载工作时，这个电阻上会产生较大的损耗，这个损耗是根据负载大小变化的，显然减小了电源的效率。 所以就找到了ntc电阻，ntc电阻阻值随温度升高而减小，当有电流流过ntc电阻时，这个ntc电阻会发热，一有温度这阻值就马上下来了，这正好用在开关电源中，利用ntc这个特性就正好可以限制充电电流。根据型号可知5d-11，这里的5指的是25°时阻值是5欧姆，d是圆形，11是ntc的直径。工作原理是它的阻值是8欧姆，当上电的一瞬间，流过电阻，在电阻上产生压降会发热，当电阻一热，阻值就会下降，下降到1欧姆左右，电源启动，把电流缓慢冲进电容里，只要有电流流过NTC电阻，NTC电阻的阻值就不会变，断电后，当室温在25度时，阻值又恢复到8欧姆，NTC电阻在电源中还没遇到过自己单独损坏，进本都是因为整流桥短路，保险丝延时熔断，烧毁NTC电阻。 在NTC电阻上也会产生损耗，但是它的阻值比较低，电流比较小，可以忽略不计，在小功率电源中应用广泛，当电源功率大于100W,就需要加继电器，旁路ntc电阻。
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继电器使用中的安全隐患与防范措施
继电器可以说是工业中常用的一种器件，这也是我们必须要了解继电器的重要原因之一。为增进大家对继电器的认识，本文将对继电器在使用过程中的常见问题以及正确使用继电器的方法予以介绍。如果你对继电器具有兴趣，...
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尖峰电压吸收电路
尖峰电压 电压尖峰的特点是持续数十微妙及高达几百伏的电压，由雷击或负载阶跃的感应耦合产生，属于浪涌电压里的一种。电机、电容器和功率转换设备（如变速驱动器）是产生尖峰电压的主要因素。 通俗的说，就是在系统电压不稳，或者突然来电的时候，由于电子元件的电感、电容等元件的作用，会导致在系统中产生比正常工作的电压高许多甚至几倍十几倍的瞬间高电压，这个高电压的最高值就尖峰电压。 电压尖峰是电感续流引起的： 引起电压尖峰的电感可能是：变压器漏感、线路分布电感、器件等效模型中的感性成分等； 引起电压尖峰的电流可能是：拓扑电流、二极管反向恢复电流、不恰当的谐振电流等。 减小电压尖峰 减少电压尖峰的主要措施有： （1）减少可能引起电压尖峰的电感，比如漏感、布线电感等； （2）减少可能引起电压尖峰的电流，比如二极管反向恢复电流等； （3）将上述电感能量转移到别处。 采取上述措施后电压尖峰仍然不能接受，才考虑吸收电路。 尖峰吸收缓冲电路简单的缓冲电路是对冲击尖峰电流而言，电流尖峰的成因如下： （1）二极管（包括体二极管）反向恢复电流； （2）电容的充放电电流。这些电容可能是：电路分布电容、变压器绕组等效分布电容、设计不恰当的吸收电容、设计不恰当的谐振电容、器件的等效模型中的电容成分等。 缓冲的基本方法：在冲击电流尖峰的路径上串入某种类型的电感，常见于BUCK电路中。注：由于缓冲电感的串入会显著增加吸收的工作量，因此缓冲电路一般需要与吸收电路配合使用；缓冲电路延缓了导通电流冲击，可实现某种程度的软开通（ZIS）。 尖峰电压吸收电路主要有三种设计方案： （1）利用齐纳二极管和超快恢复二极管（SRD)组成齐纳钳位电路； （2）利用阻容元件和超快恢复二极管组成的R、C、SRD软钳位电路； （3）由阻容元件构成RC缓冲吸收电路。 在开关电源电路中，通常经过稳压器7805后，在大的电解电容旁边加一个小的瓷片电容，小的电容滤除高的 dV/dt 尖峰电压。 -- End -- 声明：本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立，推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者，如有侵权，请联系删除。
09-12 179浏览 -
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深入系统的分析TVS二极管失效分析
摘要：常用电路保护器件的主要失效模式为短路，瞬变电压抑制器(TvS)亦不例外。TvS 一旦发生短路失效，释放出的高能量常常会将保护的电子设备损坏．这是 TvS 生产厂家和使用方都想极力减少或避免的情况。通过对 TVS 筛选和使用短路失效样品进行解剖观察获得其失效部位的微观形貌特征．结合器件结构、材料、制造工艺、工作原理、筛选或使用时所受的应力等。采用理论分析和试验证明等方法分析导致7rvS 器件短路失效的原因。分析结果表明引发 TvS 短路失效的内在质量因素包括粘结界面空洞、台面缺陷、表面强耗尽层或强积累层、芯片裂纹和杂质扩散不均匀等。使用因素包括过电应力、高温和长时间使用耗损等。 1、引言 瞬变电压抑制器（ TVS：Transient Voltage Suppressor）是为了解决电子设备电压瞬变和浪涌防护问题而设计出的一种高性能的电子电路保护器件，瞬变电压抑制二极管，主要用于对电路进行瞬态保护。当TVS 管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度把两端间的阻抗变为低阻抗，吸收一个大电流，从而把它两端间的电压钳制在一个预订的数值上，保护后面的电路原件不因瞬态高电压冲击而损坏。国内外在电子产品和国内高可靠设备中的应用都十分普遍。随着TVS 使用范围和使用数量的增加，TVS 自身的可靠性备受关注，因为 TVS 可靠性不仅是 TVS 本身的问题，还关系到被保护电子电路的使用可靠性。研究 TVS 的可靠性须对 TVS 的失效模式和失效机理有深入的了解。文献表明 TVS 的失效模式有短路、开路和电特性退化。其中，短路失效最为常见，且对电路的影响最为严重。目前，国内对国产TVS 短路失效机理的研究缺乏深度，不够系统，因此，对国产 TVS 短路失效机理进行深入、系统的研究十分必要。 2、TVS 短路失效样品和失效分析程序 在国内主要TVS 生产厂商的支持下，搜集了有关国产 TVS 筛选和使用中短路失效的样品和筛选应力条件或使用条件等失效数据，对这些样品进行电参数测试、开帽、去保护胶、管芯与电极分离、去焊料和显微观察等步骤，找出失效部位，分析引发TVS 短路失效的内在质量因素或使用因素，以及失效的发生过程。其中内在质量因素即与器件设计、材料、工艺、组装、封装相关的引起器件失效的因素；使用因素即除内在质量因素以外的引起器件失效的因素，通常与过电引力、静电放电、过载、错误使用等相关。 3、引发 TVS 短路失效的内在质量因素和失效机理 TVS 器件主要由芯片、电极系统和管壳3 部分构成。其中芯片是核心，通常在单晶硅片上采用扩散工艺形成。将扩散好的芯片经过腐蚀成台面状、芯片镀镍、烧焊、涂保护胶、封帽、点焊上引线、外引线镀锡等工序便完成TVS 器件的制造。如果 TVS 制造工艺过程中控制不良，则可能造成 TVS 器件的固有缺陷，使TVS 成品率和可靠性降低，在筛选或使用中容易失效。TVS 筛选短路失效样品分析和统计表明，TVS 引发筛选短路的内在质量因素有很多，各因素的比例如图 1 所示。这些因素也是使用中引发 TVS 短路失效的主要内在质量因素。 图 1-引发 TVS 筛选短路失效的内在质量因素分布 3.1 芯片粘结界面空洞 引发 TVS 短路的最典型的原因是管芯与内引线组件、底座铜片烧结不良，在烧结界面出现大面积空洞，如图2 所示。 空洞可能是由于焊料不均匀或粘结界面各层材料玷污、氧化使焊料沾润不良，造成烧焊时焊料与芯片或金属电极没有良好的熔合焊接引起的。空洞面积较大时，电流在烧结点附近汇聚，管芯散热困难，造成热电应力集中，产生局部热点，严重时引起热奔，使器件烧毁。对这些烧毁的器件进行解剖分析，可以看到有芯片局部较深的熔融；空洞面积较小时，可加速焊料热疲劳，使焊料层会产生疲劳龟裂，引起器件热阻增大，最终 导致器件过热烧毁。 3.2 台面缺陷 TVS 台面缺陷造成的失效常常是批次性的。TVS 制造工艺过程中造成芯片台面损 伤的原因主要有两个：a0 u/ E: A 1）芯片在酸蚀成型时，由于氢氟酸、硝酸混合液配方过浓或温度过高而反应剧烈 烧焊过后进行碱腐蚀清洗时，腐蚀液浓度过大、温度过高而造成碱腐蚀清洗过重。在显微镜下观察碱腐蚀清洗过重的台面，可以看到台面有类似被冲刷的痕迹，如图3 所示，这是因为硅片在（1，0， 0）晶向被碱腐蚀清洗试剂腐蚀的速率最快。) 3-碱腐蚀清洗过重的台面 台面缺陷或损伤的 TVS 器件经过温度循环和箝位冲击等筛选试验后，进行电参数测试时通常表现为短路或击穿特性异常，从而被剔除。但轻微台面损伤的TVS 器件在筛选后电参数测试时不易被发现，可能被列为良品出厂。这些 TVS 器件在使用过程中经受长时间热、电、机械等应力的作用后，台面缺陷加剧，在缺陷处形成载流子产生复合中心，使表面反向漏电流大大增加。大的表面反向漏电流使pn 结边缘温度升高，产生热电综合效应，最终导致 pn 结边缘半导体材料温度过高烧毁。 3.3 表面强积累层或强反型层 即便TVS 器件芯片台面完好，TVS 短路失效也容易发生在表面。这是由于晶体结构的周期性在表面上中断，加上半导体表面往往存在许多磨片、抛光、喷砂、切片等引起的晶格缺陷，吸附腐蚀时残留的化学品、气体或其它污染物，会使半导体表面带电。表面电荷被保护胶钝化，并吸附或排斥半导体体内的自由载流子，在pn 结边缘形成表面积累层、耗尽层或反型层等表面空间电荷层。在外加电压的作用下，强积累层或强反型层使pn 结边缘电场强度大于体内，如图 4 所示。因此，pn 结边缘部分在比额定击穿电压低的电压下便达到临界电场而发生载流子倍增效应，造成pn 结边缘电流集中，功率密度过大，温度过高而烧毁。 3.4 芯片裂纹 芯片裂纹是引起 TVS 短路失效的又一重要内在质量因素。它可能是由磨片、抛光、喷砂、切片等残留应力以及烧结后残留变形等因素引起，也可能是由于温度变化时保护胶和电极系统对芯片热不匹配应力而引起。细微裂纹在高低温循环，脉冲冲击或机械振动作用下会增大。如果裂纹在pn 结处，则引起 TVS 器件反向漏电流增大；如果裂纹在 pn 结附近，将会导致裂纹处载流子复合，裂纹附近载流子数目减少，pn 结特性变坏。这两种情况都能使 TVS 器件反向功率负荷能力下降。 3.5 杂质扩散不均匀 TVS的芯片通常是在一定电阻率的P 型或N 型硅片上先进行磷扩散后进行硼扩散形成的。如果扩散工艺过程中出现硅片电阻率轴向或径向不均匀，杂质浓度不均匀，体内缺陷（位错、层错、微缺陷）或pn 结表面不平整等情况，将会造成硅片掺杂不均匀，使硅片各处击穿电压不同，从而使器件击穿时管芯电流分布不均匀，多次浪涌冲击后局 部烧毁。 4 引发 TVS 短路失效的使用因素和失效机理 4.1 过电应力 当瞬态脉冲能量超过 TVS 所能承受能量时会引起 TVS 器件过电应力损伤，特别是当瞬态脉冲能量达到 TVS 所能承受能量的数倍时会直接导致 TVS 器件过电应力烧毁，失效模式表现为短路。过电应力短路失效的 TVS 芯片在扫描电镜下观察，可发现 pn 结表面边缘的熔融区域或体内硅片的上表面和下表面的黑斑。 试验表明，发生在结表面边缘过电应力短路失效通常是由持续时间极短（ns 级）的高能量瞬态脉冲所致，例如：EMP、ESD 产生的脉冲；体内过电应力失效通常是由持续时间稍长（μs 级以上）高能量脉冲所致，例如：电快速瞬变，雷电产生的脉冲。如果高能量瞬态脉冲持续时间介于 ns 级和 μs 级之间，则短路可能发生在结边缘表面，也可能发生在体内。这一结果可通过热传导速率、硅和电极金属的熔融温度得到解释。如图5所示，pn 结边缘到热沉的传热路径比体内长，传热较体内慢，因此结边缘温度比体内高。持续时间极短（ns 级）的高能量瞬态脉冲使边缘温度急剧升高，导致边缘热击穿而烧毁。而持续时间较长（μs 以上）脉冲使边缘热量有足够的时间传至芯片中心周围。随着芯片温度的升高，芯片中心周围产生熔融通道。当熔融从芯片的一表面延伸到另一表面时，硅片温度超过1400 ℃，处于熔融和非晶状态，成为导体，形成导电通路，使芯片短路。如果脉冲持续时间达到ms 级，例如，雷电产生的脉冲，还会使铅锡焊料达到700 ℃以上而发生熔融。 4.2 高温 当 TVS 器件工作温度超过其最大允许工作温度时，易发生短路失效且通常发生在pn 结表面。这是因为，在高温条件工作下，表面可动离子的数量大大增加，表面电流也随之增大，表面功率密度和温度比体内高，使 pn 结边缘结温超过 200℃，边缘局部区域晶格遭受致命性的损坏。TVS 在高温反偏筛选中短路失效情况统计表明：高击穿电压（150 V 以上）TVS 器件更容易发生短路失效。这是因为在相同额定功率的 TVS 系列中，在承受相同功率时，高击穿电压 TVS 芯片温升更高。 4.3 长时间工作耗损 对筛选合格的 TVS 器件进行浪涌寿命试验，发现 TVS 器件经过成千上万次标准指数脉冲（所能承受的浪涌脉冲次数与质量等级相关）冲击后失效，失效模式通常为短路。对失效样品进行解剖后，在扫描电镜下观察芯片，发现结边缘发生熔融现象和结边缘焊料结构发生了变化，且结最边缘处最为严重。失效机理可能结边缘焊料形成金属化合物而脆化，使管芯与底座热沉逐渐分离，结边缘的散热能力降低，长时间工作结温持续增大导致过热烧毁。 5、结束语: 内在质量因素引起 TVS 短路失效的机理主要是 TVS 制造工艺过程造成的芯片缺陷或损伤使 TVS 在承受脉冲冲击时芯片局部电流集中，导致芯片局部过热而烧毁。引发 TVS 短路的使用因素主要有过电应力、高温和长时间使用耗损。在 TVS 实际使用中，TVS 短路失效可能是各种因素综合作用的结果。 要减少 TVS短路失效，首先应加强 TVS 制造工艺过程的控制，尤其是对烧焊、台面成型、碱腐蚀清洗、掺杂等工艺过程的控制，以减少或消除TVS 的固有缺陷。例如：国际上采用先进的烧焊工艺已能将空洞面积控制在 10 %以下，采用离子注入掺杂能对掺杂过程进行更好的控制，这些都大大提高了 TVS 的可靠性。其次，做到 TVS 的正确选型与安装，最好对 TVS 进行降额使用，这样可使 TVS 承受的功率较小，使用可靠性大大增加。此外，为使 TVS 发生短路失效时对被保护电子设备的影响降到最低，通常可在 TVS 前串接一条与之匹配的保险丝。 免责声明：本文转自网络，版权归原作者所有，如涉及作品版权问题，请及时与我们联系，谢谢！
09-05 184浏览 -
详解常见的20个固态继电器（SSR）的应用
1什么是固态继电器，有什么优缺点？ 固态继电器（亦称固体继电器）英文名称为SolidState 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。 2固态继电器可应用于哪些场合？ 固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置，电炉加热恒温系统，数控机械，遥控系统、工业自动化装置；信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机；自动消防，保安系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等，另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。 3固态继电器可分为哪些类型？ 交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型（简称过零型）和随机导通型（简称随机型）；按输出开关元件分有双向可控硅输出型（普通型）和单向可控硅反并联型（增强型）；按安装方式分有印刷线路板上用的针插式（自然冷却，不必带散热器）和固定在金属底板上的装置式（靠散热器冷却）；另外输入端又有宽范围输入（DC3－32V）的恒流源型和串电阻限流型等。 4过零型SSR与随机型SSR的区别 当输入端施加有效的控制信号时，随机型SSR输出端立即导通（速度为微秒级），而过零型SSR则要等到负载电压过零区域(约±15V)时才开启导通。当输入端撤消控制信号后，过零型和随机型SSR均在小于维持电流时关断。虽然过零型SSR有可能造成最大半个周期的延时，但却减少了对负载的冲击和产生的射频干扰，成为理想的开关器件，在“单刀单掷”的开关场合中应用最为广泛。随机型SSR的特点是反应速度快，它可以控制移相触发脉冲达到方便地改变交流电网电压，从而应用于精确地调温、调光等阻性负载及部分感性负载场合。 5过零型SSR与随机型SSR在用途上有什么区别？ 过零型SSR用作“开关”切换（从“开关”切换功能而言即等同于普通的继电器或接触器），我们通常讲的固态继电器多数都为过零型（过零型SSR只能“开关”不能“调压”）。 随机型SSR主要用于“斩波调压”（但随机型SSR的控制信号必须为与电网同步且上升沿可在0°-180°范围内改变的方波信号时才能实现调压，单一电压信号或0-5V的模拟信号并不能使其调压，从“调压”功能的角度讲随机型SSR完全不同于普通的继电器或接触器）。 有一点必须强调，各类调压模块或固态继电器内部作为输出触点的器件均为可控硅，且都是依靠改变可控硅导通角来达到“调压”的目的，故输出的电压波形均为“缺角”的正弦波（不同于自耦调压器输出的完整正弦波），因此存在高次谐波，有一定噪音，电网有一定“污染”（国内外同类产品均相同，这是由斩波调压原理决定的）。 6双向可控硅输出的普通型与单向可控硅反并联输出的增强型的区别 在感性负载的场合，当SSR由通态关断时，由于电流、电压的相位不一致，将产生一个很大的电压上升率dv/dt（换向dv/dt）加在双向可控硅两端，如此值超过双向可控硅的换向dv/dt指标(典型值为10V/μs)则将导致延时关断，甚至失败。而单向可控硅为单极性工作状态，只受静态电压上升率dv/dt(典型值为100V/μs)影响，由两只单向可控硅反并联构成的增强型SSR比由一只双向可控硅构成的普通型SSR的换向dv/dt有了很大提高，因此在感性或容性负载场合宜选取增强型SSR。 7如何判断固态继电器是否已经损坏？ 一般情况下，万用表不能判别SSR的好坏，正确的方法采用图1-2的测试电路：当输入电流为零时，电压表测出的电压为电网电压，电灯不亮（灯泡功率须25W以上）；当输入电流达到一定值以后，电灯亮，电压表测出的电压为SSR导通压降（在3V以下）。（请初次使用者务必注意：因SSR内部有RC回路而带来漏电流，因此不能等同于普通触点式的继电器、接触器，请参考后面的注意事项）。 8固态继电器（或其他功率模块）一定需要配散热器吗? 是的。除了电流小于6A的单相固态继电器以外，所有功率模块都需要选用合适的散热器配合使用。 9固态继电器的发热及散热器的选择 固态继电器的发热及散热器的选择： 固态继电器或模块的发热量主要跟所驱动的负载的实际电流有关，而与其本身的电流等级大小关系不大。 发热量的计算公式(两种)： 1：单相固态继电器、单相交流调压模块、R系列固体调压器 发热量=实际负载电流（安培）×1.5瓦/安培 对三相固态继电器、三相交流调压模块，其实际负载电流应为三相实际负载电流之和。 2：对于单相全控整流模块 发热量=实际负载电流（安培）×3.0瓦/安培。 散热器的作用就是把固态继电器或模块产生的热量散发出去，散热效果不但跟散热器的大小有关，还跟环境温度（季节）、通风条件（自然冷却或强迫冷却及风量大小）以及安装密度等因素均有关。散热效果的参考标准：使固态继电器或模块的底板（与散热器接触面）温度不得超过80℃。因此实际应用中可在散热器安装面靠近固态继电器或模块的边缘处（20mm以内）安装一只75℃的温度开关（带一对常闭触点），把固态继电器或模块的控制信号串入这对常闭触点，这样当检测点温度超过75℃时，常闭触点跳开，切断控制信号，强迫关闭固态继电器或模块的输出，使其得到保护。一般在每相实际电流超过50A、安装密度大、环境温度高的地方，最好采用温度开关保护。 选用散热器除考虑上述因素外，还要考虑固态继电器或模块本身体积与散热器能否相配，以及散热器在机柜中的安装空间。但最终要保证即使在最恶劣情况下固态继电器或模块的底板温度也不得超过80℃。 10在散热器上安装功率模块的要点 固态继电器与散热器安装面间须涂一薄层导热硅脂。 11固态继电器或其他功率模块适用的电网频率 固态继电器SSR适用于50Hz或60Hz的工频电网上，不宜于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吸收回路因过热而炸裂。 12三相固态继电器与三只单相单相固态继电器选择 三相固态继电器（SSR）均为过零型，即三相SSR只能作“开关”，不能作“调压”。实际上三相SSR是把三个单相SSR做在一起，并用一个输入端控制。对实际负载电流不大的场合，三相SSR使用起来比较方便，但电流大时发热亦大，这时使用三只单相SSR更为可靠（因三只单独分开比集中在一起散热效果好，控制方法：三个输入端可串联或并联），另外如负载短路造成SSR损坏，三只单相SSR（一般损失一到二只）比一只三相SSR的损失要小。 13交流调压模块能用于电机调速吗? 有许多朋友希望用调压模块实现电机调速的目的，通常情况下交流电机需用变频器调速。只有风机、泵机类电动机等软特性负载、或者力矩电机场合可通过调压来实现调速。 14交流调压模块与降压变压器间在使用上的区别 负载额定电压低于电网电压时，有许多客户常常希望用调压模块去替代体大、笨重、价高的降压变压器（次级为低电压大电流）来实现其降压、调压的目的，这样是否可行是根据不同场合而定的。交流调压模块是利用斩波实现调压的，对于大变比的调压往往是不可行的，例如单相负载的额定电压为36VAC、额定电流为50A，要求在0V-36VAC内调压。如果用单相交流调压模块如（220V、120A）直接接到220VAC电网上去调压，因为输出36VAC电压时对应于调压模块内部可控硅的导通角为140°-180°和320°-360°，这两个小区域不可能输出50A电流，因为调压模块的120A是内部可控硅导通0°-360°的电流。 并且即使采用增大调压模块的电流等级，来达到输出低电压大电流的方案，对负载和模块也不安全可靠，因为对负载而言，电网电压高于负载额定电压，一旦控制调压模块的输入信号产生失误，则输出电压大于负载额定电压，将导致负载因过压击穿或过流损坏，对模块而言，则产生过流烧毁。正确的方法应采用调压模块和变压器结合起来使用，如低电压大电流负载（单相或三相）的控制方式：先采用调压模块调压，再采用变压器降压。 15单相交流调压可选用哪些产品模块？ 单相交流调压场合，有多种模块组合可以实现，推荐次序如下： （1）全隔离单相交流调压模块。 （2）随机型固态继电器与随机型SSR移相触发器模块、同步变压器组成的调压系统。 （3）可控硅移相触发器模块与可控硅、同步变压器组成的调压系统。 （4）R系列固体调压器（只能用于低要求不隔离手动调节的温控场合）。 【特别注意】：(1)、(2)、(3)的次序亦适合于半波控制场合(只对电网正半周调压，典型应用于电振机) 16三相交流调压可选用哪些产品模块？ 三相交流调压场合，有多种模块组合可以实现，推荐次序如下： （1）固态继电器三相移相触发器模块（连三相同步变压器块）与三只单相随机型固态继电器组成的调压系统。 （2）全隔离三相交流调压一体化模块（连三相同步变压器模块）。 （3）三相调压单硅移相触发器模块（连三相同步变压器模块）加三组反并联单向可控硅组成的调压系统；或三相调压双硅移相触发器模块（连三相同步变压器模块）加三只双向可控硅组成的调压系统。 【特别注意】：三相负载为星型接法时中心点一般以不接地（不接中心线）为好，如必须接地也可；另外调压器件与三相电网（380伏）间有隔离（降压）主变压器时，客户须声明主变压器原副边的额定电压，否则不能直接使用下面的方案——而需定制同步变压器模块或相关器件。 17交流整流可选用哪些产品模块？ 1、单相整流场合，推荐次序如下： （1）全隔离单相桥式全控整流模块加同步变压器。 （2）单相双路可控硅移相触发器模块与同步变压器、单相半控全桥组成的调压系统。 【特别说明】当直流负载额定电压较低时，要求先用变压器降低交流进线电压，再采用整流调压。例如直流负载额定电压为30VDC，要求在0-30VDC范围内调压，可采用220VAC/40VAC的变压器降压，再用单相桥式整流模块整流调压，而不能仅用单相整流模块对220VAC进线电压整流调压（0-30VDC）。 2、三相整流场合，推荐次序如下： （1）三相全控整流移相触发器模块（连三相同步变压器模块）与‘三相全控全桥’组成的三相全控整流电路。 （2）三相半控整流移相触发器模块（连三相同步变压器模块）与‘三相半控全桥’组成的三相半控整流电路。 【特别注意】：“三相桥”与三相电网（380伏）间有隔离（降压）主变压器时，客户须声明主变压器原副边的额定电压，否则不能直接使用下面的方案——而需定制同步变压器模块或触发器模块。 18RC吸收回路和断态漏电流 RC吸收回路的作用为吸收浪涌电压和提高静态dV/dt指标，但SSR内部的RC回路带来断态漏电流，一般来说2A-6A的SSR漏电流对10W以上功率的负载（如电机）基本无影响，10A以上的SSR漏电流对50W以上功率的负载基本无影响。另外在实际应用大感性负载场合，还可以在SSR两输出端再并联RC吸收回路以保护SSR。 有些用户如负载功率小(如中间继电器、接触器的线圈、电磁吸铁微功率电动机等负载)我们可以定制漏电流小于1mA的固态继电器。 用于功率扩展场合的固态继电器，在其内部应无RC回路，这是由于RC回路的充放电会产生误动作。 万用表电阻档测量出固态继电器交流两端电阻接近为零时，说明此固态继电器内部的可控硅已损坏。除此以外，判断固态继电器的好坏必须采用带负载的电路。 19固态继电器电压等级的选取及过压保护 当加在固态继电器交流两端的电压峰值超过SSR所能承受的最高电压峰值时，固态继电器内的元件便会被电压击穿而造成SSR损坏，选取合适的电压等级和并联压敏电阻可以较好地保护SSR。 a.交流负载为220V的阻性负载时可选取220V电压等级的SSR。 b.交流负载为220V的感性负载或交流负载为380V的阻性负载时可选取380V电压等级的SSR。 c.交流负载为380V的感性负载时可选取480V电压等级的SSR（480V等级的SSR还具有更高的静态dv/dt指标）；其他要求特殊、可靠性要求高的场合如电力补偿电容器切换、电动机正反转等均须选取480V电压等级的SSR。 d.交流负载的电压小于100VAC以下场合时，选择固态继电器最好向我公司咨询定制。 SSR过压的保护：除SSR内部本身有RC吸收回路保护外，还可以采取并联金属氧化物压敏电阻（MOV），MOV面积大小决定吸收功率，MOV的厚度决定保护电压值。一般220V系列SSR可选取500V-600V的压敏电阻，380V系列SSR可选取800V-900V的压敏电阻，480V系列SSR可选取1000V-1100V的压敏电阻。（注：我公司的SSR规定不能使用在大于500VAC的电网上）。 【特别注意】：压敏电阻电压值选取太小，容易造成经常烧毁压敏电阻而短路（但SSR不损坏）；电压值选取太大，又起不到保护SSR的目的，故应用本公司SSR，如采用压敏电阻，请尽量选定在上述范围内。 20固态继电器电流等级的选取及过流保护 过流（最严重的情况为负载短路）是造成SSR内部输出可控硅永久性损坏的最主要原因。快速熔断器和空气开关是过流保护方法之一，小容量SSR也可选用保险丝；许多负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流，由于散热不及，浪涌电流与过流一样也是造成SSR内部输出可控硅损坏的最主要原因之一。因此选取固态继电器时，保证一定的电流余量是极其重要的。 a.阻性负载时，选取SSR的电流等级宜大于等于2倍的负载额定电流。 b.负载为交流电动机时，选取SSR的电流等级须大于等于6-7倍的电动机额定电流。 c.交流电磁铁、中间继电器线保、电感线圈等负载时，选取SSR的电流等级宜大于等于4倍的负载额定电流，变压器时要求大于等于5倍变压器初级额定电流，特种感性、容性负载则应根据实际经验还须放大SSR的电流余量。 d.电力补偿电容器类负载时，选取SSR的电流等级须大于5倍的负载额定电流。 【特别注意】：由于SSR内部的可控硅在负载短路时的过流烧毁速度与快速熔断器的熔断速度在同一数量级内，故快速熔断器并不能百分之一百地保护SSR。选取快速熔断器的电流等级的原则为略大于最大负载电流，而固态继电器的电流等级则尽可能大，这样快熔就能比较可靠地保护SSR。电动机、电力补偿电容器类负载因有很大的开启冲击电流，故宜选取空气开关作保护。 空气开关分“慢速”和“快速”两类：“慢速”类主要应用于如电动机、电力电容器等有很大启动冲击电流的负载；“快速”类主要应用于阻性、其他感性类负载。空气开关的保护速度低于快熔，因此在负载短路时也不能百分之一百地保护SSR。
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