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固態(tài)繼電器的選型方法

發(fā)布時(shí)間:2023-09-18
1. 在選用小電流規(guī)格印刷電路板使用的固態(tài)繼電器時(shí),因引線(xiàn)端子為高導(dǎo)熱材料制成,焊接時(shí)應(yīng)在溫度小于250℃、時(shí)間小于10s的條件下進(jìn)行,如考慮周?chē)鷾囟鹊脑?,必要時(shí)可考慮降額使用,一般將負(fù)載電流控制在額定值的 1/2以?xún)?nèi)使用。
2. 各種負(fù)載浪涌特性對(duì)固態(tài)繼電器ssr的選擇
被控負(fù)載在接通瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電流,由于熱量來(lái)不及散發(fā),很可能使ssr內(nèi)部可控硅損壞,所以用戶(hù)在選用繼電器時(shí)應(yīng)對(duì)被控負(fù)載的浪涌特性進(jìn)行分析,然后再選擇繼電器。使繼電器在保證穩(wěn)態(tài)工作前提下能夠承受這個(gè)浪涌電流,選擇時(shí)可參考表2各種負(fù)載時(shí)的降額系數(shù)(常溫下)。
如所選用的繼電器需在工作較頻繁、壽命以及可靠性要求較高的場(chǎng)合工作時(shí),則應(yīng)在表2的基礎(chǔ)上再乘以0.6以確保工作可靠。
一般在選用時(shí)遵循上述原則,在低電壓要求信號(hào)失真小可選用采用場(chǎng)效應(yīng)管作輸出器件的直流固態(tài)繼器;如對(duì)交流阻性負(fù)載和多數(shù)感性負(fù)載,可選用過(guò)零型繼電器,這樣可延長(zhǎng)負(fù)載和繼電器壽命,也可減小自身的射頻干擾。如作為相位輸出控制時(shí),應(yīng)選用隨機(jī)型固態(tài)繼電器。
3. 使用環(huán)境溫度的影響
固態(tài)繼電器的負(fù)載能力受環(huán)境溫度和自身溫升的影響較大,在安裝使用過(guò)程中,應(yīng)保證其有良好的散熱條件,額定工作電流在10a以上的產(chǎn)品應(yīng)配散熱器,100a以上的產(chǎn)品應(yīng)配散熱器加風(fēng)扇強(qiáng)冷 。在安裝時(shí)應(yīng)注意繼電器底部與散熱器的良好接觸 ,并考慮涂適量導(dǎo)熱硅脂以達(dá)到最佳散熱效果。
如繼電器長(zhǎng)期工作在高溫狀態(tài)下(40℃~80℃)時(shí),用戶(hù)可根據(jù)廠(chǎng)家提供的最大輸出電流與環(huán)境溫度曲線(xiàn)數(shù)據(jù),考慮降額使用來(lái)保證正常工作。
4. 過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)措施
在繼電器使用時(shí),因過(guò)流和負(fù)載短路會(huì)造成ssr固態(tài)繼電器內(nèi)部輸出可控硅永久損壞 ,可考慮在控制回路中增加快速熔斷器和空氣開(kāi)關(guān)予以保護(hù)型(選擇繼電器應(yīng)選擇產(chǎn)品輸出保護(hù),內(nèi)置壓敏電阻吸收回路和rc緩沖器,可吸收浪涌電壓和提高 dv/dt耐量);也可在繼電器輸出端并接 rc吸收回路和壓敏電阻(mov)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出保護(hù)。選用原則是220v選用500v-600v壓敏電阻,380v時(shí)可選用800v-900v壓敏電阻。
5. 繼電器輸入回路信號(hào)
在使用時(shí)因輸入電壓過(guò)高或輸入電流過(guò)大超出其規(guī)定的額定參數(shù)時(shí),可考慮在輸入端串接分壓電阻或在輸入端口并接分流電阻,以使輸入信號(hào)不超過(guò)其額定參數(shù)值。
6 在具體使用時(shí),控制信號(hào)和負(fù)載電源要求穩(wěn)定,波動(dòng)不應(yīng)大于10%,否則應(yīng)采取穩(wěn)壓措施。
7. 在安裝使用時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電磁干擾,射頻干擾源,以防繼電器誤動(dòng)失控。
8. 固態(tài)繼電器開(kāi)路且負(fù)載端有電壓時(shí),輸出端會(huì)有一定的漏電流,在使用或設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意。
9. 固態(tài)繼電器失效更換時(shí),應(yīng)盡量選用原型號(hào)或技術(shù)參數(shù)完全相同的產(chǎn)品,以便與原應(yīng)用線(xiàn)路匹配,保證系統(tǒng)的可靠工作。
它是用半導(dǎo)體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點(diǎn)作為切換裝置的具有繼電器特性的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件,單相ssr為四端有源器件,其中兩個(gè)輸入控制端,兩個(gè)輸出端,輸入輸出間為光隔離,輸入端加上直流或脈沖信號(hào)到一定電流值后,輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。
交流固態(tài)繼電器按開(kāi)關(guān)方式分有電壓過(guò)零導(dǎo)通型(簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)零型)和隨機(jī)導(dǎo)通型(簡(jiǎn)稱(chēng)隨機(jī)型);
按輸出開(kāi)關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)型(增強(qiáng)型);
按安裝方式分有印刷線(xiàn)路板上用的針插式(自然冷卻,不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻);
另外輸入端又有寬范圍輸入(dc3-32v)的恒流源型和串電阻限流型等。
ssr固態(tài)繼電器以觸發(fā)形式,可分為零壓型(z)和調(diào)相型(p)兩種。
在輸入端施加合適的控制信號(hào)vin時(shí),p型ssr立即導(dǎo)通。當(dāng)vin撤銷(xiāo)后,負(fù)載電流低于雙向可控硅維持電流時(shí)(交流換向)ssr關(guān)斷。z型ssr內(nèi)部包括過(guò)零檢測(cè)電路,在施加輸入信號(hào)vin時(shí),只有當(dāng)負(fù)載電源電壓達(dá)到過(guò)零區(qū)時(shí)ssr才能導(dǎo)通,并有可能造成電源半個(gè)周期的最大延時(shí)。z型ssr關(guān)斷條件同p型,但由于負(fù)載工作電流近似正弦波,高次諧波干擾小,所以應(yīng)用廣泛。ssr由于采用輸出器件不同,有普通型(s采用雙向可控硅元件)和增強(qiáng)型(hs采用單向可控硅元件)之分。當(dāng)加有感性負(fù)載時(shí),在輸入信號(hào)截止t1之前,雙向可控硅導(dǎo)通,電流滯后電源電壓90o(純感時(shí))。t1時(shí)刻輸入控制信號(hào)撤銷(xiāo),雙向可控硅在小于維持電流時(shí)關(guān)斷(t2)可控硅將承受電壓上升率dv/dt很高的反向電壓。這個(gè)電壓將通過(guò)雙向可控硅內(nèi)部的結(jié)電容,正反饋到柵極。如果超過(guò)雙向可控硅換向dv/dt指標(biāo)(典型值10v/s將引起換向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)甚至失敗。單向可控硅(增強(qiáng)型ssr)由于處在單極性工作狀態(tài),此時(shí)只受靜態(tài)電壓上升率所限制(典型值200v/ s),因此增強(qiáng)型固態(tài)繼電器hs系列比普通型ssr的換向dv/dt指標(biāo)提高了520倍。由于采用兩只大功率單向可控硅反并聯(lián),改變了電流分配和導(dǎo)熱條件,提高了ssr輸出功率。增強(qiáng)型ssr在大功率應(yīng)用場(chǎng)合,無(wú)論是感性負(fù)載還是阻性負(fù)載耐電壓、耐電流沖擊及產(chǎn)品的可靠性,均超過(guò)普通固態(tài)繼電器,并達(dá)到了進(jìn)口產(chǎn)品的基本指標(biāo),是替代普通固態(tài)繼電器的更新產(chǎn)品。
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