固态继电器工作原理课件.ppt

固态继电器 内容 1.固态继电器的介绍 2.固态继电器的工作原理 1.固态继电器的介绍 1.1固态继电器（亦称固体继电器）英文名称为Solid State 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。 1.2固态继电器可分类。 1）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）； 2）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）； 3）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）； 4）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。 1.3固态继电器的优缺点 1）优点：固态继电器工作可靠，寿命长，无噪声，无火花，无电磁干扰， 开关速度快，抗干扰能力强，且体积小，耐冲击，耐振荡，防爆、防潮、防腐蚀、能与逻辑电路兼容，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。 2）缺点:主要不足是存在通态压降（需相应散热措施），有断态漏电流， 交直流不能通用，触点组数少，另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。 1.4固态继电器与普通继电器的区别 固态继电器是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。固态继电器与传统的电磁继电器相比，是一种没有机械，不含运动零部件的继电器，但具有与电磁继电器本质上相同的功能。下面以电磁继电器与相应固态继电器比较说明它们的区别: 1）结构区别:电磁继电器利用输入电路内电路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的;固体继电器用电子元件履行其功能而无机械运动构件，输入和输出是隔离的。 电磁继电器 固态继电器 2）工作方式区别:电磁继电器是利用电磁感应的原理，通过电磁铁的力量来控制电路通断，因此，用直流电接线圈，触点可以通交、直流电;固态继电器依靠半导体器件和电子元件的电、磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能，因此，分直流输入-交流输出型、直流输入-直流输出型、交流输入-交流输出型、交流输入-直流输出型。 3）工作状态区别:电磁继电器利用衔铁间产生的吸力作用，通、断电路，因此，动作反应慢、有噪声、寿命有限;固态继电器响应快，运行无噪音，寿命长。 4）使用环境:温度、湿度、大气压力(海拔高度)、砂尘污染、化学气体和电磁干扰等要素影响中，电磁继电器普遍不如固态继电器。 5）电气性能区别:电磁继电器与相应固态继电器比较，前者驱动简单，但功耗大，隔离好，短时过载耐受性好，控制大电流、大功率场合不如后者，控制动作濒繁的电路时，寿命不如后者长。 2.固态继电器工作原理2.1常用固态继电器的电路图 1）下图是交流固态继电器原理图 2）下图是直流固态继电器原理图 2.2固态继电器内部电子元器的介绍 1）二极管 二极管是最常用的电子元件之一，它最大的特性就是单向导电，也就是电流只可以从二极管的一个方向流过，二极管的作用有整流电路，稳压电路，各种调制电路，主要都是由二极管来构成的。 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 N型、P型其实是针对载流子来说的，载流子分为电子和空穴，如果材料以电子载流子导电为主那么就叫N型，如果以空穴载流子导电为主那么就叫P型。因为电子带负电，所以N是negaTIve的缩写;而空穴带正电，所以P是posiTIve的缩写。 在PN结两端外加电压，称为给PN结以偏置电压，给PN结加正向偏置电压，即P区接电源正极，N区接电源负极，此时称PN结为正向偏置。反之为反向偏置。 2）光电耦合器 光电耦合器它是一种以光为主要媒介的光电转换元件，它能够实现由光到电、再由电到光的转化。光电耦合器又叫光电隔离器。它能够对电路中的电信号产生很好的隔离作用，特别是在照明的电路中，它更是能够有效地保护电路和导线，使光信号和电信号互不干扰，各自进行工作，确保了电源和光源各自的正常有序工作，具有较好的电绝缘能力和防干扰能力。 光电耦合器主要是由两部分组成，分别是发光源和受光器，这两部分的元件都同时处于一个密闭的空间中，而且彼此之间都是用绝缘的透明壳体隔离。电流工作的方式是以发光源的接线口为输入端，电流从这