固態(tài)繼電器（SOLIDSTATE RELAYS）,，簡寫成“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關器件,，它利用電子元件（如開關三極管,、雙向可控硅等半導體器件）的開關特性，可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的,，因此又被稱為“無觸點開關”,，它問世于70年代，由于它的無觸點工作特性,，使其在許多領域的電控及計算機控制方面得到日益廣范的應用,。

1固態(tài)繼電器的原理及結構
SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類，它們分別在交流或直流電源上做負載的開關,，不能混用,。
下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理，圖1是它的工作原理框圖,，圖1中的部件①-④構成交流SSR的主體,，從整體上看，SSR只有兩個輸入端（A和B）及兩個輸出端（C和D）,，是一種四端器件,。工作時只要在A、B上加上一定的控制信號,，就可以控制C,、D兩端之間的“通”和“斷”，實現“開關”的功能,，其中耦合電路的功能是為A,、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的（電）,， 以防止輸出端對輸入端的影響,，耦合電路用的元件是“光耦合器”，它動作靈敏,、響應速度高,、輸入/輸出端間的絕緣（耐壓）等級高；由于輸入端的負載是發(fā)光二極管,，這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配,，在使用可直接與計算機輸出接口相接，即受“1”與“0”的邏輯電平控制,。觸發(fā)電路的功能是產生合乎要求的觸發(fā)信號，驅動開關電路④工作，但由于開關電路在不加特殊控制電路時,，將產生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網,，為此特設“過零控制電路”,。所謂“過零”是指,，當加入控制信號,，交流電壓過零時，SSR即為通態(tài),；而當斷開控制信號后,，SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點（零電位）時，SSR才為斷態(tài),。這種設計能防止高次諧波的干擾和對電網的污染,。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌（電壓）對開關器件雙向可控硅管的沖擊和干擾（甚至誤動作）而設計的,，一般是用“R-C”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻（壓敏電阻器）,。圖2是一種典型的交流型SSR的電原理圖。

圖1

圖2圖3

直流型的SSR與交流型的SSR相比,，無過零控制電路,，也不必設置吸收電路，開關器件一般用大功率開關三極管,，其它工作原理相同,。不過，直流型SSR在使用時應注意：①負載為感性負載時,，如直流電磁閥或電磁鐵,，應在負載兩端并聯(lián)一只二極管，極性如圖3所示,，二極管的電流應等于工作電流,，電壓應大于工作電壓的4倍。②SSR工作時應盡量把它靠近負載,，其輸出引線應滿足負荷電流的需要,。③使用電源屬經交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應足夠大,。圖4給出了幾種國內,、外常見的SSR的外形。

圖4

固態(tài)繼電器的特點

SSR成功地實現了弱信號（Vsr）對強電（輸出端負載電壓）的控制,。由于光耦合器的應用,，使控制信號所需的功率極低（約十余毫瓦就可正常工作）,，而且Vsr所需的工作電平與TTL、HTL,、CMOS等常用集成電路兼容,，可以實現直接聯(lián)接。這使SSR在數控和自控設備等方面得到廣泛應用,。在相當程度上可取代傳統(tǒng)的“線圈—簧片觸點式”繼電器（簡稱“MER”）,。

SSR由于是全固態(tài)電子元件組成，與MER相比,，它沒有任何可動的機械部件,，工作中也沒有任何機械動作；SSR由電路的工作狀態(tài)變換實現“通”和“斷”的開關功能,，沒有電接觸點,，所以它有一系列MER不具備的優(yōu)點，即工作高可靠,、長壽命（有資料表明SSR的開關次數可達108-109次,，比一般MER的106高幾百倍）；無動作噪聲,；耐振耐機械沖擊,；安裝位置無限制；很容易用絕緣防水材料灌封做成全密封形式,，而且具有良好的防潮防霉防腐性能,；在防爆和防止臭氧污染方面的性能也。這些特點使SSR可在軍事（如飛行器,、火炮,、艦船、車載武器系統(tǒng)）,、化工,、井下采煤和各種工業(yè)民用電控設備的應用中大顯身手，具有超越MER的技術優(yōu)勢,。

交流型SSR由于采用過零觸發(fā)技術,，因而可以使SSR安全地用在計算機輸出接口上，不必為在接口上采用MER而產生的一系列對計算機的干擾而煩惱,。

此外,，SSR還有能承受在數值上可達額定電流十倍左右的浪涌電流的特點。

表1

三,、主要參數與選用

功率固態(tài)繼電器的特性參數包括輸入和輸出參數,，下面以北京科通繼電器總廠生產的GX-10F繼電器為例，列出輸入,、輸出參數,，詳見表1,，根據輸入電壓參數值大小，可確定工作電壓大小,。如采用TTL或CMOS等邏輯電平控制時,，采用有足夠帶載能力的低電平驅動，并盡可能使“0”電平低于0.8 V,。如在噪聲很強的環(huán)境下工作，不能選用通,、斷電壓值相差小的產品,，必需選用通、斷電壓值相差大的產品,，（如選接通電壓為8 V或12 V的產品）這樣不會因噪聲干擾而造成控制失靈 ,。

輸出參數的項目較多，現對主要幾個參數說明如下：

1,、額定輸入電壓

它是條件下能承受的穩(wěn)態(tài)阻性負載的zui大允許電壓有效值,。如果受控負載是非穩(wěn)態(tài)或非阻性的，必需考慮所選產品是否能承受工作狀態(tài)或條件變化時（冷熱轉換,、靜動轉換,、感應電勢、瞬態(tài)峰值電壓,、變化周期等） 所產生的zui大合成電壓,。例如負載為感性時，所選額定輸出電壓必須大于兩倍電源電壓值,，而且所選產品的阻斷（擊穿）電壓應高于負載電源電壓峰值的兩倍,。如在電源電壓為交流220V、一般的小功率非阻性負載的情況下,，建議選用額定電壓為400V—600V的SSR產品,；但對于頻繁啟動的單相或三相電機負載，建議選用額定電壓為660V—800V的SSR產品,。