固態繼電器內部電路圖

『壹』 固態繼電器實物接線圖

固態繼電器的接線圖:

固態繼電器工作原理:

固態繼電器是用半導體器件代替傳統電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關器件，單相SSR為四端有源器件，其中兩個輸入控制端，兩個輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值後，輸出端就能從斷態轉變成通態。

交流固態繼電器按開關方式分有電壓過零導通型（簡稱過零型）和隨機導通型（簡稱隨機型）

按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型（普通型）和單向可控硅反並聯型（增強型）。

按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（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）的恆流源型和串電阻限流型等。

SSR固態繼電器以觸發形式，可分為零壓型（Z）和調相型（P）兩種。

在輸入端施加合適的控制信號IN時，P型SSR立即導通。當IN撤銷後，負載電流低於雙向可控硅維持電流時（交流換向），SSR關斷。Z型SSR內部包括過零檢測電路，在施加輸入信號IN時，只有當負載電源電壓達到過零區時，SSR才能導通，並有可能造成電源半個周期的最大延時。Z型SSR關斷條件同P型，但由於負載工作電流近似正弦波，高次諧波干擾小，所以應用廣泛。

因此增強型固態繼電器HS系列比普通型SSR的換向dv/dt指標提高了5~20倍。由於採用兩只大功率單向可控硅反並聯，改變了電流分配和導熱條件，提高了SSR輸出功率。增強型SSR在大功率應用場合，無論是感性負載還是阻性負載，耐電壓、耐電流沖擊及產品的可靠性，均超過普通固態繼電器。

『貳』 固態繼電器 SSR-40 DA接線圖

固態繼電器是半導體器件代替傳統的電接觸作為無觸點開關裝置的開關裝置，繼電特性的單相有源SSR四終端設備，兩個輸入的控制端，兩個輸出，輸入和輸出之間的光隔離，輸入和直流或脈沖信號在一定值，輸出端可以從國家轉移到的狀態。

用作開關：僅為具有隔離功能的無接觸電子開關，在開關過程中無機械接觸部分，廣泛應用於計算機外圍介面設備、恆溫系統、溫度調節、加熱爐加熱控制、電機控制、數控機械。

接線圖如下：

(2)固態繼電器內部電路圖擴展閱讀：

注意事項：

輸出電路：主要採用大功率晶體三極體、單向晶閘管、雙向晶閘管、功率場效應晶體管、絕緣柵型雙極晶體管。它可以分為直流輸出電路、交流輸出電路和交流／直流輸出電路。

按負載類型可分為直流固態繼電器和交流固態繼電器。直流輸出可採用雙極器件或功率場效應管，交流輸出通常採用兩個可控硅或一個雙向可控硅。

交流固態繼電器可分為單相交流固態繼電器和三相交流固態繼電器。交流固態繼電器按導電和關斷時間可分為隨機交流固態繼電器和過零交流固態繼電器。

『叄』 什麼是固態繼電器(3)--固態繼電器的工作原理

§6。固態繼電器的工作原理是什麼

由於應用環境不同，固態繼電器的內部組件略有不同，但工作原理相似。普通固態繼電器的內部等效電路圖如下圖所示（圖6.1）。固態繼電器的原理可以簡單地描述為：對於NO-SSR，當適當的 控制信號時 如果將其應用於固態繼電器的輸入端子（IN），則輸出端子（OUT）將從關閉狀態切換到打開狀態；如果取消控制信號，則輸出端子（OUT）將恢復為關閉狀態。在該過程中，固態繼電器實現了與輸出端子連接的負載電源的開關狀態的非接觸式控制。應當注意，輸入端子只能連接到控制信號，而負載只能連接到輸出電路。

根據負載的類型，SSR可以分為兩種類型：DC固態繼電器（DC-SSR）和AC固態繼電器（AC-SSR）。DC-SSR充當直流電源上的負載開關，而AC-SSR充當交流電源上的負載開關。它們彼此不兼容並且不能混合。

  1）DC固態繼電器（圖6.1，左），其控制信號電壓從輸入端子（IN）輸入，然後控制信號通過光電耦合器耦合到接收電路，最終信號被放大放大器驅動晶體管的開關狀態。顯然，直流固態繼電器的輸出端子（OUT）分為正極端子（+極）和負極端子（-極），將DC SSR繼電器的輸出端子連接到受控電路時請注意不要出錯。 。

  2）AC固態繼電器（圖6.1，右）用於控制AC負載電路的ON / OFF狀態。與DC固態繼電器不同，AC SSR繼電器使用雙向晶閘管（Triac）或其他AC電子開關組件。因此，AC固態繼電器的輸出端子（OUT）中沒有正/負端子。

零交叉交流固態繼電器的工作原理

由於過零交流固態繼電器比其他類型的固態繼電器更完整，更典型，因此交流過零SSR繼電器的操作細節可以幫助說明SSR繼電器的完整工作原理：

1.各部分的功能：

以下是交流過零SSR的表示（圖6.2）。框圖中的A〜E電路構成了零交叉AC SSR的主體。總體而言，SSR繼電器是一個四端子負載開關，只有兩個輸入端子（③和④）和兩個輸出端子（①和②）。當交流零交叉SSR繼電器工作時，只要在③和④端子上加上一定的控制信號，就可以控制①和②端子之間的迴路的ON / OFF狀態。

該 耦合電路A 用於為連接到③和④端子的控制設備提供I / O通道，並電氣切斷SSR的輸入端子和輸出端子之間的連接，以防止輸出電路干擾輸入電路。耦合電路中最常用的組件是光耦合器，它具有高動作靈敏度，高響應速度以及輸入和輸出端子之間的高介電強度（耐電壓）。由於光電耦合器的輸入負載是發光二極體（LED），因此使得固態繼電器的輸入值易於與控制設備的輸入信號電平匹配，並且可以連接輸入端子SSR的繼電器直接連接到計算機輸出介面，即

觸發電路B 的功能是產生合適的觸發信號以驅動 開關電路D 工作。但是，如果不添加任何特殊的控制電路，則開關電路將產生射頻干擾（RFI），射頻干擾將通過較高的諧波和尖峰污染電網，因此，過 零檢測器電路C 專門用於解決此問題。 。

該 緩沖電路E 是為了防止尖峰，從造成的影響和干擾（甚至誤動作），開關晶體管的電源浪涌。通常， RC電路 （電阻電容電路或RC濾波器或RC網路）或 非線性 電阻（如壓敏電阻）用作 緩沖電路 。所述 壓敏電阻 ，也被稱為電壓相關電阻器（VDR），是一種電子元件，其電阻值與所施加的電壓非線性地變化，和變阻器的最常見的類型是 金屬氧化物變阻器 （MOV），例如 氧化鋅非線性電阻 （ ZNR）。

2.每個組件的功能：

下圖是過零觸發類型AC-SSR的內部示意圖（圖6.3）

R1 是限流電阻，可限制輸入信號電流並確保光耦合器不會損壞。 LED 用於顯示輸入控制信號的輸入狀態。該 二極體 VD1 用於防止光電耦合器從當被損壞 正 和 負極 輸入信號的反轉。光耦合器 OPT 將輸入和輸出電路電隔離。三極體 M1 用作反相器，並與晶閘管 SCR 構成過零檢測電路同時，SCR晶閘管的工作狀態由交流零電壓檢測晶體管M1確定。 VD2〜VD4 形成全波整流橋（或全波二極體橋） UR 。可以從SCR和UR獲得用於開啟雙向可控硅 BCR的 雙向觸發脈沖。 R6 是用於保護BCR 的 並聯電阻 。 R7 和 C1 組成一個電涌吸收網路，以吸收電源中的 尖峰電壓 或電涌電流，以防止對開關電路造成沖擊或干擾。 逆轉錄 是一種熱敏電阻，用作過熱保護器，可防止由於溫度過高而損壞固態繼電器。 VDR 是一個壓敏電阻，用作限壓設備，可鉗位電壓並吸收過量電流，以在輸出電路過壓時保護固態繼電器。

3.工作過程：

交流過零固態繼電器具有電壓過零時接通和負載電流過零時斷開的特性。

當光耦合器OPT關斷時（即OPT的控制端沒有輸入信號），M1飽和並通過從R2獲得基極電流而導通，因此，MPT的柵極觸發電壓（UGT）晶閘管SCR鉗位到低電位並關閉。因此，三端雙向可控硅開關元件BCR處於截止狀態，因為在柵極控制端子R6上沒有觸發脈沖。

當在固態繼電器的輸入端子上施加輸入控制信號時，光電晶體管OPT導通（即，OPT的控制端子具有輸入信號）。將電源電壓除以R2和R3後，如果A點的電壓大於M1的過零電壓（即VA> VBE1），則M1將處於 飽和導通狀態 ，SCR和BCR晶閘管都將處於關閉狀態。如果A點的電壓小於M1的過零電壓（即VA <VBE1），則M1將處於截止狀態，並且將觸發SCR導通，然後從「 R5在BCR的控制極上獲得→UR→SCR→UR→R6」方向（或相反方向）以激活BCR，最後將負載連接到交流電源。

通過以上過程，可以理解，M1被用作AC電壓檢測器，以在負載電壓為零時接通固態繼電器，而在負載電流為零時關閉固態繼電器。並且由於過零檢測器的功能，相應地減小了負載電路對負載的影響，並且還大大減小了在控制迴路中產生的射頻干擾。

4.零交叉的定義：

這里需要說明什麼是零交叉。在交流電中，零交叉點是不存在電壓的瞬時點，即交流波形的正半周和負半周之間的結。在交流電的每個周期中，通常會有兩個零交叉。如果電源在過零的瞬間切換，則不會產生電氣干擾。當輸入端子連接到控制信號並且輸出交流電壓過零時，交流固態繼電器（配備過零控制電路）將處於導通狀態。相反，當控制信號關閉時，SSR處於OFF狀態，直到下一個零交叉為止。

此外，應該指出的是，固態繼電器的過零實際上並不意味著電源電壓波形為零伏。圖6.5是交流電壓正弦波的一部分。根據交流開關組件的特性，圖中的交流電壓分為三個區域，分別對應於SSR輸出電路的三種狀態。U1和U2分別代表開關元件的 閾值電壓 和 飽和電壓 。

  1） 區域Ⅰ 是 死區 （截止區，切除區或截止區），電壓范圍的絕對值為0〜U1。並且在該區域中，即使添加了輸入信號，也無法打開SSR開關。

  2） Ⅱ區 是 響應區 （有源區，切入區，切入區或接通區），電壓范圍的絕對值為U1〜U2。在此區域中，一旦添加了輸入信號，SSR即會立即打開，並且輸出電壓會隨著電源電壓的增加而增加。

  3） 區域Ⅲ 是電壓范圍的絕對值大於U2 的 抑制區域 （飽和區域）。在該區域中，開關元件（晶閘管）處於飽和狀態。並且固態繼電器的輸出電壓將不再隨著電源電壓的增加而增加，而是電流隨著電壓的增加而增加，這可以看作是固態輸出電路的內部短路狀態繼電器，即固態繼電器作為電子開關處於「接通」狀態。

圖6.6顯示了過零固態繼電器的 I / O波形 。並且由於晶閘管的特性，在輸出端子的電壓達到閾值電壓（或觸發電路的觸發電壓）之後，固態繼電器將處於導通狀態。然後，固態繼電器在達到飽和電壓後將處於實際導通狀態，同時會產生非常低 的導通狀態壓降 。如果輸入信號關閉，則當負載電流降至晶閘管的保持電流以下或下一個交流換向點以下時（即，SSR繼電器關閉後負載電流首次通過零），固態繼電器將被關閉。 ）。