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固態(tài)繼電器擁有什么優(yōu)勢及缺點?

時間:2023-07-17 16:57:32來源:21ic電子網(wǎng)

導語:?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。

  一、固態(tài)繼電器優(yōu)點

  (1)高壽命,高可靠:固態(tài)繼電器沒有機械零部件,由固體器件完成觸點功能,由于沒有運動的零部件,因此能在高沖擊,振動的環(huán)境下工作,由于組成固態(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,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)動器。

  (3)快速轉(zhuǎn)換:固態(tài)繼電器因為采用固體器件,所以切換速度可從幾毫秒至幾微秒。

  (4)電磁干擾?。汗虘B(tài)繼電器沒有輸入“線圈”,沒有觸點燃弧和回跳,因而減少了電磁干擾。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個零電壓開關(guān),在零電壓處導通,零電流處關(guān)斷,減少了電流波形的突然中斷,從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。

  二、固態(tài)繼電器缺點

  (1)導通后的管壓降大,可控硅或雙向控硅的正向降壓可達1~2V,大功率晶體管的飽和壓降也在1~2V之間,一般功率場效應(yīng)管的導通電阻也較機械觸點的接觸電阻大。

  (2)半導體器件關(guān)斷后仍可有數(shù)微安至數(shù)毫安的漏電流,因此不能實現(xiàn)理想的電隔離。

  (3)由于管壓降大,導通后的功耗和發(fā)熱量也大,大功率固態(tài)繼電器的體積遠遠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)繼電器對過載有較大的敏感性,必須用快速熔斷器或RC阻尼電路對其進行過載保護。固態(tài)繼電器的負載與環(huán)境溫度明顯有關(guān),溫度升高,負載能力將迅速下降。

  (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,觸點組數(shù)少,另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標差。

  (7)主要缺點是通態(tài)壓降、發(fā)熱、散熱對策、斷態(tài)泄露電流、交流和DC無法通用,以及過電流、過電壓和電壓上升率、電流上升率等指標差異。自然,我們也需要考慮到一些問題。在實際工作環(huán)境下,產(chǎn)品因過熱而損壞,需要散熱。

  固態(tài)繼電器的主要問題還包括:

  固態(tài)繼電器開路且負載端有電壓時,輸出端會有一定的漏電流,在使用或設(shè)計時應(yīng)注意防止觸電。固態(tài)繼電器失效更換時,應(yīng)盡量選用原型號或技術(shù)參數(shù)完全相同的產(chǎn)品,以便與原應(yīng)用線路匹配,保證系統(tǒng)的可靠工作。

  1、過熱

  SSR在導通時,元件將承受P=V(管壓降)×I(負載)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。固態(tài)繼電器的負載能力受環(huán)境溫度和自身溫升的影響較大,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,在安裝使用過程中,應(yīng)保證其有良好的散熱條件,否則將因過熱引起失控,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,采用自然風冷,連續(xù)負載電流大于30A時,需采用儀器風扇強制風冷,100A以上的產(chǎn)品應(yīng)配散熱器加風扇強冷。在安裝時應(yīng)注意繼電器底部與散熱器的良好接觸,并考慮涂適量導熱硅脂以達到最佳散熱效果。如繼電器長期工作在高溫狀態(tài)下(40℃~80℃)時,用戶可根據(jù)廠家提供的最大輸出電流與環(huán)境溫度曲線數(shù)據(jù),考慮降額使用來保證正常工作。

  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候,在其內(nèi)部芯片上存在一定的功率損耗,這個損耗功率主要由固態(tài)繼電器輸出電壓降與負載電流乘積決定,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)良的熱學設(shè)計可避免由于散熱不良造成的失敗和損壞。

  3、過流過壓

  在繼電器使用時,因過流和負載短路會造成SSR固態(tài)繼電器內(nèi)部輸出可控硅永久損壞,可考慮在控制回路中增加快速熔斷器和空氣開關(guān)予以保護型(選擇繼電器應(yīng)選擇產(chǎn)品輸出保護,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關(guān),是通用的過電流保護方法??焖偃蹟嗥骺砂搭~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(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時可選用800V-900V壓敏電阻。


標簽: 繼電器

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