固態(tài)繼電器應用場合及要注意的事項

在應用中需要考慮下述問題

1.器件的發(fā)熱

SSR在導通時,元件將承受P耗=V有?譏有的熱耗散功率, 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。此時,需依據(jù)實際工作環(huán)境條件,嚴格參照額定工作電流時允許的外殼溫升(75℃),合理選用散 熱器尺寸或降低電流使用,否則將因過熱引起失控,甚至造成產(chǎn)品損壞。
在線路板上使用,連續(xù)負載電流2　3A時,可選用S??3,S??4產(chǎn)品,5A時,可選用S??08W3封裝產(chǎn)品。10A以下,可采用散熱條件良好的儀器底板。10A以上,需配散熱器。30A以下,采用自然風冷,連續(xù)負載電流大于30A時,需采用儀器風扇強制風冷。

2.封裝和安裝形式

臥式W型、立式L型,體積小適用于印制板直接焊接安裝。立式 L2型,既能適合于線路板焊接安裝,也能適用于線路板上插接安裝。K型及F型,適合散熱器及儀器底板安裝。大功率SSR(K型和F型封裝)安裝時,應注意 散熱器接觸面應平整,并需涂復導熱硅脂(先鋒T-50)。安裝力矩愈大,接觸熱阻愈小。大電流引出線,需配冷壓焊片,以減少引出線接點電阻。

3.輸入端驅(qū)動

SSR按輸入控制方式,可分為電阻型、恒流源和交流輸入控制 型。目前主要提供的,是供5V TTL電平用電阻輸入型。使用其他控制電壓時,可相應選用限流電阻。SSR輸入屬于電流型器件,當輸入端光耦可控硅完全導通后(微秒數(shù)量級),觸發(fā)功率可 控硅導通。當激勵不足或斜波式的觸發(fā)電壓,有可能造成功率可控硅處于臨界導通邊緣,并造成主負載電流流經(jīng)觸發(fā)回路引起的損壞。
例如基本性能測 試電路,輸入為可調(diào)電壓源,測試負載用100W燈泡,輸入觸發(fā)信號應為階躍邏輯電平,強觸發(fā)方式。國外廠商提供的器件標準電流為10mA,考慮到全溫度工 作范圍(-40　+70℃),發(fā)光效率穩(wěn)定和抗干擾能力,推薦最佳直流觸發(fā)工作電流在12　25mA之間。
SSR輸入端可并聯(lián)或串聯(lián)驅(qū)動。串聯(lián)使用時,一個SSR按4V電壓考慮,12V電壓可驅(qū)動3個SSR。

4.干擾問題

SSR產(chǎn)品也是一種干擾源,導通時會通過負載產(chǎn)生輻射或電源 線的射頻干擾,干擾程度隨負載大小而不同。白熾燈電阻類負載產(chǎn)生的干擾較小,零壓型在交流電源的過零區(qū)(即零電壓)附近導通,因此干擾也較小。減少的方法 是在負載串聯(lián)電感線圈。另外,信號線與功率線之間,也應避免交叉干擾。

5.過流/過壓保護

快速熔斷器和空氣開關,是通用的過電流保護方法。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絲。特別注意負載短路,是造成SSR產(chǎn)品損壞的主要原因。感性及容性負載,除內(nèi)部RC電路保護外, 建議采用壓敏電阻并聯(lián)在輸出端,作為組合保護。金屬氧化鋅壓敏電阻(MOV)面積大小決定吸收功率,厚度決定保護電壓值。交流220V的SSR,選用 MYH12、430V、　12的壓敏電阻;380V選用MYH12、750V壓敏電阻;較大容量的電機變壓器應選用MYH20、24通流容量大的壓敏電 阻。

6.關于負載的考慮

SSR對一般的負載應是沒有問題的,但也必須考慮一些特殊的 負載條件,以避免過大的沖擊電流和過電壓,對器件性能造成不必要的損壞。白熾燈、電爐等類的“冷阻”特性,造成開通瞬間的浪涌電流,超過額定工作電流值數(shù) 倍。一般普通型SSR,可按電流值的2/3選用。增強型SSR,可按廠商提供的參數(shù)選用。在惡劣條件下的工業(yè)控制現(xiàn)場,建議留有足夠的電壓、電流余量。
某些類型的燈,在燒斷瞬間會出現(xiàn)低阻抗。氣化和放電通道以及容性負載,如切換電容器組或電容器電源,會造成類似短路狀態(tài)。可在線路中進一步串聯(lián)電 阻或電感,作為限流措施。電機的開啟和關閉,也會產(chǎn)生較大的沖擊電流和電壓。中間繼電器、電磁閥吸合不可靠時引起的抖動,以及電容換向式電機換向時,電容 電壓和電源電壓的疊加會在SSR兩端產(chǎn)生二倍電源的浪涌電壓。
控制變壓器初級時,也應考慮次級線路上的瞬態(tài)電壓對初級的影響。此外,變壓器也 有可能因為兩個方向電流不對稱,造成飽和引起的浪涌電流異常現(xiàn)象。上述情況,使SSR在特殊負載的應用,多少變得有點復雜?？尚械霓k法,就是通過示波器去 測量可能引起的浪涌電流和電壓,從而選用合適的SSR和保護措施。