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2018-3-14 閱讀(557)
| 提 供 商 | 東莞市廣聯(lián)自動(dòng)化科技有限公司 | 資料大小 | 416.2KB |
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法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器是由微電子電路,，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān),。用隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離,。法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號(hào)，達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載,。
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的原理：
工作時(shí)只要在A,、B上加上一定的控制信號(hào),就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”,實(shí)現(xiàn)“開(kāi)關(guān)”的功能,其中耦合電路的功能是為A,、B端輸入的控制信號(hào)提供一個(gè)輸入/輸出端之間的通道,但又在電氣上斷開(kāi)SSR中輸入端和輸出端之間的(電),以防止輸出端對(duì)輸入端的影響,耦合電路用的元件是“光耦合器”,它動(dòng)作靈敏,、響應(yīng)速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級(jí)高;由于輸入端的負(fù)載是發(fā)光二極管,這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號(hào)電平相匹配,在使用時(shí)可直接與計(jì)算機(jī)輸出接口相接,即受“1”與“0”的邏輯電平控制,。觸發(fā)電路的功能是產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號(hào),驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電路④工作,但由于開(kāi)關(guān)電路在不加特殊控制電路時(shí),將產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng),為此特設(shè)“過(guò)零控制電路”,。所謂“過(guò)零”是指,當(dāng)加入控制信號(hào),交流電壓過(guò)零時(shí),SSR即為通態(tài);而當(dāng)斷開(kāi)控制信號(hào)后,SSR要等待交流電的正半周與負(fù)半周的交界點(diǎn)(零電位)時(shí),SSR才為斷態(tài)。這種設(shè)計(jì)能防止高次諧波的干擾和對(duì)電網(wǎng)的污染,。吸收電路是為防止從電源中傳來(lái)的尖峰,、浪涌(電壓)對(duì)開(kāi)關(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動(dòng)作)而設(shè)計(jì)的,一般是用“R-C”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器),。
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的特點(diǎn)：
固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān),，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中無(wú)機(jī)械接觸部件，因此法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器除具有與電磁繼電器一樣的功能外,，還具有邏輯電路兼容,，耐振耐機(jī)械沖擊，安裝位置無(wú)限制,，具有良好的防潮防霉防腐蝕性能,，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也，輸入功率小,，靈敏度高,，控制功率小，電磁兼容性好,，噪聲低和工作頻率高等特點(diǎn),。
(1)SSR內(nèi)部無(wú)機(jī)械部件,結(jié)構(gòu)上采用了灌注全密封方式,因此,SSR具有耐振、耐腐蝕、長(zhǎng)壽命及高可靠等優(yōu)點(diǎn),其開(kāi)關(guān)壽命高達(dá)1010萬(wàn)次;
(2)低噪聲:交流型SSR采用了過(guò)零觸發(fā)技術(shù),因此在線路上有效地降低了電壓上升速率dv/dt和電流上升速率di/dt值,使SSR長(zhǎng)期工作時(shí)對(duì)市電的干擾極小;
(3)開(kāi)關(guān)時(shí)間短,約為10ms,可應(yīng)用在頻率較高的場(chǎng)合;
(4)輸入電路與輸出電路之間采用光電隔離,絕緣電壓2500V以上;
(5)輸入功耗很低,與TTL,COMS電路兼容;
(6)輸出端有保護(hù)電路;
(7)負(fù)載能力強(qiáng),。
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的優(yōu)點(diǎn)：
（1）高壽命,，高可靠：固態(tài)繼電器沒(méi)有機(jī)械零部件，由固體器件完成觸點(diǎn)功能,，由于沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的零部件,，因此能在高沖擊，振動(dòng)的環(huán)境下工作,，由于組成法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的元器件的固有特性,，決定了固態(tài)繼電器的壽命長(zhǎng)，可靠性高,。
（2）靈敏度高,，控制功率小，電磁兼容性好：固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬,，驅(qū)動(dòng)功率低,，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動(dòng)器。
（3）快速轉(zhuǎn)換：固態(tài)繼電器因?yàn)椴捎霉腆w器件,，所以切換速度可從幾毫秒至幾微秒,。
（4）電磁干擾小：法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器沒(méi)有輸入“線圈”,，沒(méi)有觸點(diǎn)燃弧和回跳,，因而減少了電磁干擾。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個(gè)零電壓開(kāi)關(guān),，在零電壓處導(dǎo)通,，零電流處關(guān)斷，減少了電流波形的突然中斷,，從而減少了開(kāi)關(guān)瞬態(tài)效應(yīng),。
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的缺點(diǎn)：
（1）導(dǎo)通后的管壓降大，可控硅或雙向控硅的正向降壓可達(dá)1~2V,，大功率晶體管的飽和壓降也在1~2V之間,，一般功率場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻也較機(jī)械觸點(diǎn)的接觸電阻大。
（2）半導(dǎo)體器件關(guān)斷后仍可有數(shù)微安至數(shù)毫安的漏電流,，因此不能實(shí)現(xiàn)理想的電隔離,。
（3）由于管壓降大，導(dǎo)通后的功耗和發(fā)熱量也大,，大功率法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同容量的電磁繼電器,，成本也較高。
（4）電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差,，耐輻射能力也較差,，如不采取有效措施,，則工作可靠性低。
（5）固態(tài)繼電器對(duì)過(guò)載有較大的敏感性,，必須用快速熔斷器或RC阻尼電路對(duì)其進(jìn)行過(guò)載保護(hù),。固態(tài)繼電器的負(fù)載與環(huán)境溫度明顯有關(guān)，溫度升高,，負(fù)載能力將迅速下降,。
（6）主要不足是存在通態(tài)壓降（需相應(yīng)散熱措施），有斷態(tài)漏電流,，交直流不能通用,，觸點(diǎn)組數(shù)少，另外過(guò)電流,、過(guò)電壓及電壓上升率,、電流上升率等指標(biāo)差。
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的工作原理：
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),。
交流法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器按開(kāi)關(guān)方式分有電壓過(guò)零導(dǎo)通型（簡(jiǎn)稱過(guò)零型）和隨機(jī)導(dǎo)通型（簡(jiǎn)稱隨機(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法國(guó)GROUZET高諾斯固態(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)IN時(shí)，P型SSR立即導(dǎo)通,。當(dāng)IN撤銷后,，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)IN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zui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,。北京靈通電子公司的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,，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5~20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)普通法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器,。
如何使用戶的驅(qū)動(dòng)電路與SSR的輸入特性相匹配
一般來(lái)講,，SSR的輸入控制電壓為3.2—32V?？刂齐娏鳛?—30mA. 通常1—2的SSR輸入回路不是恒流源電路,，輸入控制電壓為4—16V?？刂齐娏鳛?—20mA.較大額定電流的SSR輸入電路均接有恒流源電路,。輸入控制電壓在3.2—32V均可。在三相電路里,，如果用戶將三個(gè)SSR的輸入端串聯(lián)的話,，那么希望提供大于12V的控制電壓；如果將三個(gè)SSR的輸入端并聯(lián)使用的話,，那么驅(qū)動(dòng)電流要保證50mA,。單個(gè)SSR使用,，驅(qū)動(dòng)電流不要設(shè)計(jì)在4—5mA 的臨界狀態(tài)下至少要大于6mA。
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的主要問(wèn)題：
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)注意防止觸電。法國(guó)GROUZET高諾斯固態(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)*相同的產(chǎn)品,，以便與原應(yīng)用線路匹配，保證系統(tǒng)的可靠工作,。
過(guò)熱
SSR在導(dǎo)通時(shí),，元件將承受P=V（管壓降）×I（負(fù)載）的耗散功率，其中V有效值和I有效值分別為飽和壓降和工作電流的有效值,。法國(guó)GROUZET高諾斯固態(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,，需依據(jù)實(shí)際工作環(huán)境條件，嚴(yán)格參照額定工作電流時(shí)允許的外殼溫升（75℃）,，合理選用散熱器尺寸或降低電流使用,，在安裝使用過(guò)程中,應(yīng)保證其有良好的散熱條件，否則將因過(guò)熱引起失控,，甚至造成產(chǎn)品損壞,。
一般而言，10A以下,，可采用散熱條件良好的儀器底板,，額定工作電流在10A以上的產(chǎn)品應(yīng)配散熱器，30A以下,，采用自然風(fēng)冷,，連續(xù)負(fù)載電流大于30A時(shí)，需采用儀器風(fēng)扇強(qiáng)制風(fēng)冷,，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*散熱效果,。如繼電器長(zhǎng)期工作在高溫狀態(tài)下（40℃~80℃）時(shí),，用戶可根據(jù)廠家提供的zui大輸出電流與環(huán)境溫度曲線數(shù)據(jù)，考慮降額使用來(lái)保證正常工作,。
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器發(fā)熱原因：
固態(tài)繼電器即在正常工作的時(shí)候,，在其內(nèi)部芯片上存在一定的功率損耗，這個(gè)損耗功率主要由固態(tài)繼電器輸出電壓降與負(fù)載電流乘積決定,，以發(fā)熱的形式消耗掉,。因此散熱的好壞直接影響到固態(tài)繼電器工作的可靠性,，優(yōu)良的熱學(xué)設(shè)計(jì)可避免由于散熱不良造成的失敗和損壞,。
過(guò)流過(guò)壓
在繼電器使用時(shí),，因過(guò)流和負(fù)載短路會(huì)造成SSR法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器內(nèi)部輸出可控硅*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）；快速熔斷器和空氣開(kāi)關(guān),，是通用的過(guò)電流保護(hù)方法,。快速熔斷器可按額定工作電流的1.2倍選擇,，一般小容量可選用保險(xiǎn)絲,。特別注意負(fù)載短路，是造成SSR產(chǎn)品損壞的主要原因,。
感性及容性負(fù)載,，除內(nèi)部RC電路保護(hù)外，建議采用壓敏電阻并聯(lián)在輸出端,，作為組合保護(hù),。金屬氧化鋅壓敏電阻（MOV）面積大小決定吸收功率，厚度決定保護(hù)電壓值,。交流220V的SSR,，選用MYH12-430V的壓敏電阻；380V選用MYH12-750V壓敏電阻,；較大容量的電機(jī)變壓器應(yīng)選用MYH20或MYH2024通流容量大的壓敏電阻,。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,。
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的保養(yǎng)方法：
1. 在選用小電流規(guī)格印刷電路板使用的法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器時(shí),，因引線端子為高導(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,，如考慮周圍溫度的原因,，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以內(nèi)使用,。
2. 各種負(fù)載浪涌特性對(duì)法國(guó)GROUZET高諾斯固態(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
法國(guó)GROUZET高諾斯固態(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*散熱效果,。
如繼電器長(zhǎng)期工作在高溫狀態(tài)下(40℃~80℃)時(shí),，用戶可根據(jù)廠家提供的zui大輸出電流與環(huán)境溫度曲線數(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法國(guó)GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器內(nèi)部輸出可控硅*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. 法國(guó)GROUZET高諾斯固態(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)*相同的產(chǎn)品,，以便與原應(yīng)用線路匹配,，保證系統(tǒng)的可靠工作。
