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                固态继电器与普通继电器的区别

                2020-09-24 06:07:43 发表

                一、固态继电器。

                它是一种全电子电路元件,依靠半导体器件和电子元件的电磁和光学特性来完成其隔离和继电器开关功能。与传统的电磁继电器相比,固态继电器是一种没有机械和运动部件的继电器,但它与电磁继电器具有本质上相同的功能。

                广泛应用于工业自动化控制,如电炉加热系统、烹饪控制机械、??鼗?、电机、电磁阀、信号灯、闪烁器、舞台灯光控制系统、医疗器械、复印机、洗衣机、消防安全系统等。运行可靠,无接触,无火花,寿命长,无噪音,无电磁干扰,开关速度快,直接驱动大电流负载,控制信号小。

                固态继电器原理。

                SSR根据应用情况可分为AC型和DC型。它们分别用作交流或DC电源上的负载开关,不能混用。

                工作时,只要给A、B加一定的控制信号,就可以控制C、D端之间的通断,实现“开关”的功能。耦合电路的作用是在输入端和输出端之间为从A端和B端输入的控制信号提供一个通道,但要在电气上断开SSR中输入端和输出端之间的(电气)连接,以防止输出端对输入端的影响。由于输入端的负载是发光二极管,SSR的输入端很容易匹配输入信号电平,使用时可以直接与计算机输出接口相连,即由逻辑电平“1”和“0”控制。触发电路的作用是产生所需的触发信号,驱动开关电路④工作。但由于开关电路在没有专门控制电路的情况下,会产生射频干扰,用高次谐波或尖峰污染电网,为此专门设置了“过零控制电路”。

                所谓“过零”是指当加入控制信号,交流电压过零时,SSR处于导通状态;但当控制信号关闭时,SSR会等待交流电的正半周和负半周之间的接合点(零电位)。该设计可防止高次谐波干扰和电网污染。吸收电路旨在防止电源对三端双向可控硅开关的冲击和干扰(甚至误操作)。一般采用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻(压阻)。

                优点。

                (1)寿命长,可靠性高:固态继电器无机械部件,接触功能由固态器件完成。因为没有运动部件,所以可以在高冲击和振动环境下工作。由于固态继电器元件的固有特性,决定了固态继电器的长寿命和高可靠性。

                (2)灵敏度高,控制功率低,电磁兼容性好:固态继电器输入电压范围宽,驱动功率低,无需添加缓冲器或驱动器,即可兼容大多数逻辑集成电路。

                (3)快速切换:固态继电器由于采用固态器件,切换速度可以从几毫秒到几微秒。

                (4)电磁干扰小:固态继电器无输入“线圈”,无点火电弧和反弹,减少电磁干扰。大部分交流输出固态继电器都是零电压开关,零电压时导通,零电流时关断,减少了电流波形的突然中断和开关瞬态效应。

                缺点。

                (1)导通后的晶体管压降大,晶闸管或双向硅的正向压降可达1~2V,大功率晶体管的饱和压降也在1~2V之间,一般功率场效应管的导通电阻也大于机械触点的接触电阻。

                (2)半导体器件关断后,仍然可以有几微安到几毫安的漏电流,无法实现理想的电气隔离。

                (3)由于管的压降大,导通后的功耗和发热也大,大功率固态继电器的体积比同等容量的电磁继电器大得多,成本也更高。

                (4)电子元器件温度特性和电子电路抗干扰能力差,抗辐射能力也差。如果不采取有效措施,工作可靠性低。

                (5)固态继电器对过载比较敏感,必须用快速熔断器或RC阻尼电路?;?。固态继电器的负载显然与环境温度有关。随着温度的升高,负载能力会迅速下降。

                (6)主要缺点是通态压降(需要相应的散热措施)、断态漏电流、非万能交流和DC、接触组少、过流、过压、电压上升率、电流上升率等指标不佳。

                二、普通接力。

                一般由继电器线圈和动静触头组成。动触头通过继电器线圈的电磁引力作用,实现线路的通断。有机械运动。当电流达到一定水平时,触点就会产生火花。价格便宜,结构简单,但火花和机械运动对其寿命有一定影响。

                传统继电器具有驱动简单、隔离性好、短时过载耐受性好的优点。

                传统继电器的缺点是:体积大(重)、响应速度慢(高达ms级)、驱动继电器的功耗高。

                三、固态继电器与普通继电器的区别。

                与传统继电器和固态继电器相比,由于涉及的种类很多,下面将电磁继电器与相应的固态继电器进行比较,以说明它们的区别:

                1.结构差异:电磁继电器利用输入电路中的电路在电磁铁铁芯和衔铁之间产生的吸力工作;固体继电器使用电子元件来执行其功能,不需要机械运动元件,其输入和输出是隔离的。

                2.工作方式的区别:电磁继电器利用电磁感应原理,通过电磁铁的功率来控制电路的通断。因此,通过线圈与直流电的连接,触点可以相互通信并产生直流电;固态继电器依靠半导体器件和电子元件的电、磁、光特性来完成其隔离和继电器切换功能。因此,分为DC输入交流输出型、DC输入支路输出型、交流输入交流输出型和交流输入DC输出型。

                3.工作状态差异:电磁继电器利用衔铁之间产生的吸力来断开和闭合电路,因此动作响应慢,噪音大,使用寿命有限;固态继电器响应快,无噪音,使用寿命长。

                4.使用环境:在温度、湿度、大气压力(海拔)、沙尘污染、化学气体、电磁干扰等因素中,电磁继电器一般不如固态继电器。

                5.电气性能差异:电磁继电器与相应的固态继电器相比,驱动简单,但功耗大,隔离性好,短时过载耐受能力好,在控制大电流、大功率场合不如后者,在控制动作频繁的电路时寿命不如后者。

                总之,传统继电器和固态继电器的比较各有千秋。后者因其运行可靠、无接触、无火花、寿命长、无噪音、无电磁干扰、开关速度快而越来越受欢迎。


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