SSR/固(gu)態繼電器常見(jian)問題總匯

Q：固態繼電器是什么？

A: 固(gu)態繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)是用(yong)(yong)分離的(de)電(dian)(dian)(dian)子元器(qi)(qi)(qi)件(jian)、集成電(dian)(dian)(dian)路（或(huo)(huo)芯片(pian)）及混合微電(dian)(dian)(dian)路技術結合發展起來(lai)的(de)一種具有繼(ji)電(dian)(dian)(dian)特(te)(te)性的(de)無(wu)(wu)觸點式(shi)電(dian)(dian)(dian)子開(kai)關(guan)，為四端(duan)(duan)有源器(qi)(qi)(qi)件(jian)。其中兩個端(duan)(duan)子為低(di)電(dian)(dian)(dian)流輸入控制端(duan)(duan)，另外兩端(duan)(duan)為高(gao)電(dian)(dian)(dian)流輸出(chu)(chu)(chu)受(shou)控端(duan)(duan)，即負(fu)載(zai)(zai)端(duan)(duan)，中間采用(yong)(yong)光電(dian)(dian)(dian)隔(ge)離，作(zuo)為輸入輸出(chu)(chu)(chu)之間電(dian)(dian)(dian)氣隔(ge)離。在輸入端(duan)(duan)加上(shang)直流或(huo)(huo)脈沖信號，輸出(chu)(chu)(chu)端(duan)(duan)就(jiu)能(neng)從關(guan)斷狀態轉變成導(dao)通狀態，無(wu)(wu)信號時(shi)就(jiu)呈阻斷狀態，從而(er)控制較大負(fu)載(zai)(zai)。但(dan)由于這種隔(ge)離，繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)的(de)負(fu)載(zai)(zai)端(duan)(duan)實際(ji)上(shang)通過開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)路來(lai)供電(dian)(dian)(dian)，所以要啟動繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)必須在負(fu)載(zai)(zai)端(duan)(duan)同時(shi)提供電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和負(fu)載(zai)(zai)。固(gu)態繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)是具有壽(shou)命(ming)長、可靠性高(gao)、開(kai)關(guan)速度快、電(dian)(dian)(dian)磁干擾小、無(wu)(wu)噪(zao)聲、無(wu)(wu)火花等(deng)特(te)(te)點，可廣泛應(ying)用(yong)(yong)于航天、航海、家電(dian)(dian)(dian)、機床、通訊(xun)、化工、煤礦等(deng)工業自動化等(deng)領(ling)域(yu)。

Q：與機械繼電器相比，使用SSR有什么優點呢？

A：很(hen)多(duo)應用中(zhong)，需要(yao)很(hen)快的(de)(de)(de)切(qie)換功(gong)率(lv)元件(jian)（從(cong)(cong)幾(ji)瓦到(dao)到(dao)數(shu)千瓦）。一個(ge)很(hen)好的(de)(de)(de)例子是溫控系統中(zhong)的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)器元件(jian)的(de)(de)(de)控制。通過寬脈沖(chong)調幅調節輸入系統的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)，周期地開關固定功(gong)率(lv)的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)元件(jian)，從(cong)(cong)幾(ji)秒(miao)到(dao)幾(ji)分鐘。機械式繼(ji)電器具有(you)有(you)限的(de)(de)(de)開關次數(shu)，因(yin)為它(ta)們(men)的(de)(de)(de)元件(jian)經過幾(ji)萬次之(zhi)后(hou)就(jiu)用壞了。SSR就(jiu)沒有(you)這些(xie)問題。如果應用得當，可(ke)以無限運(yun)行。

Q：使用SSR有哪些限制呢？

A：與(yu)機(ji)械式繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)相比，SSR的(de)(de)限制非(fei)常(chang)少(shao)。首先，因為SSR是基于(yu)半導(dao)體的(de)(de)，所(suo)以(yi)既不能(neng)全(quan)路導(dao)通，又不能(neng)全(quan)路關斷。這意(yi)味著(zhu)處于(yu)"on"狀態，有(you)電(dian)(dian)(dian)流(liu)時，繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)仍然具(ju)(ju)有(you)內阻，使繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)發熱(re)。當處于(yu)"off"狀態，繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)仍然具(ju)(ju)有(you)少(shao)量的(de)(de)泄(xie)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，通常(chang)幾(ji)毫安。電(dian)(dian)(dian)流(liu)泄(xie)漏(lou)可以(yi)用來保(bao)持某些(xie)負載(zai)不會(hui)(hui)關斷，特別是高阻抗時。另外，SSR對于(yu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)瞬變非(fei)常(chang)敏感，盡(jin)管Opto22的(de)(de)繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)都具(ju)(ju)有(you)非(fei)常(chang)好的(de)(de)瞬變保(bao)護，如果(guo)繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)經受足夠(gou)次數(shu)的(de)(de)沖(chong)擊時，也(ye)會(hui)(hui)損壞或降(jiang)低性能(neng)。這就使得SSR用于(yu)驅動大電(dian)(dian)(dian)感機(ji)電(dian)(dian)(dian)負載(zai)時，例如有(you)些(xie)螺(luo)線管或電(dian)(dian)(dian)動機(ji)時，不是特別理想的(de)(de)。SSR也(ye)絕不能(neng)應(ying)用于(yu)某些(xie)條件(jian)下，比如安全(quan)電(dian)(dian)(dian)源開關，因為即使在(zai)off狀態下，也(ye)存在(zai)泄(xie)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)流(liu)。通過SSR的(de)(de)泄(xie)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)流(liu)存在(zai)，也(ye)可能(neng)會(hui)(hui)出(chu)現高電(dian)(dian)(dian)壓(ya)。即使繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器(qi)不傳導(dao)大電(dian)(dian)(dian)流(liu)，開關端也(ye)將會(hui)(hui)"發熱(re)"，因此非(fei)常(chang)危險(xian)。

Q：請問您制造多相繼電器嗎？

A：Opto22 僅制(zhi)造(zao)單相(xiang)(xiang)SSR。如果(guo)需(xu)要(yao)多相(xiang)(xiang)操作，每(mei)一相(xiang)(xiang)使(shi)用(yong)(yong)一個繼(ji)電器(qi)。由于SSR使(shi)用(yong)(yong)的半導體類型的限制(zhi)，制(zhi)造(zao)多相(xiang)(xiang)SSR是不實際的。然而，多相(xiang)(xiang)操作可以(yi)通(tong)過使(shi)用(yong)(yong)多個繼(ji)電器(qi)來(lai)實現。

Q：可以將多個SSR并聯起來從而獲得較高的電流等級嗎？

A：不行。沒(mei)有辦法能(neng)保證兩個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)或多個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)繼(ji)(ji)電(dian)器(qi)(qi)(qi)并(bing)聯使用(yong)時，會同時接通(tong)(tong)(tong)。對(dui)于每一個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)繼(ji)(ji)電(dian)器(qi)(qi)(qi)，輸(shu)出端都需要一個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)最小的電(dian)壓才能(neng)起作(zuo)用(yong)。由于光電(dian)隔(ge)離的特性，觸點(dian)實際(ji)上是通(tong)(tong)(tong)過開關電(dian)路來供電(dian)的。一個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)繼(ji)(ji)電(dian)器(qi)(qi)(qi)先接通(tong)(tong)(tong)時，第二(er)個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)繼(ji)(ji)電(dian)器(qi)(qi)(qi)會失(shi)去導通(tong)(tong)(tong)電(dian)壓，這樣(yang)它就不會接通(tong)(tong)(tong)了， 或者至少要等到第一個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)繼(ji)(ji)電(dian)器(qi)(qi)(qi)不再攜帶很大的電(dian)流時才導通(tong)(tong)(tong)。

Q："過零"導通電路指的是什么呢？

A：所謂"過(guo)零(ling)"是指，當(dang)加(jia)入(ru)控(kong)制信(xin)號，交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓過(guo)零(ling)時(shi)，SSR才(cai)會變為通態(tai)；而當(dang)斷(duan)開控(kong)制信(xin)號后，SSR要(yao)等(deng)待(dai)交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)正(zheng)半周與負半周的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)界點(零(ling)電(dian)(dian)位) 時(shi)，SSR才(cai)會變為斷(duan)態(tai)。如下圖所示。這(zhe)種設計所產生的(de)(de)(de)EMI/RFI噪聲也非常低，能防止產生高次(ci)諧波干擾(rao)和(he)對電(dian)(dian)網的(de)(de)(de)污染。所以只(zhi)有(you)(you)在交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)零(ling)電(dian)(dian)位點，AC SSR才(cai)會導(dao)通（有(you)(you)控(kong)制電(dian)(dian)壓信(xin)號）或(huo)關斷(duan)（無控(kong)制電(dian)(dian)壓信(xin)號）。所有(you)(you)的(de)(de)(de)Opto22 AC SSR都設有(you)(you)過(guo)零(ling)導(dao)通和(he)關斷(duan)電(dian)(dian)路。當(dang)AC 電(dian)(dian)壓為零(ling)時(shi)，沒(mei)有(you)(you)電(dian)(dian)流(liu)流(liu)過(guo)，這(zhe)就使得繼電(dian)(dian)器中的(de)(de)(de)半導(dao)體(ti)設備安全、容(rong)易的(de)(de)(de)通斷(duan)。

Q：可以使用AC SSR來控制DC嗎？

A：不(bu)(bu)行。由(you)于上(shang)面所述的過(guo)零電(dian)路，繼電(dian)器(qi)將永(yong)遠不(bu)(bu)會導通(tong)，即使通(tong)了，也關不(bu)(bu)了。因為DC電(dian)壓(ya)不(bu)(bu)可(ke)能降到零。

Q：可以使用DC SSR 來控制AC嗎？

A: 不行。用于(yu)Opto22 DC SSR的半導(dao)(dao)體設(she)備是極(ji)性的。當極(ji)性反轉(zhuan)，波形改變時，它將關斷或(huo)導(dao)(dao)通。

Q：DC SSR可以用來控制模擬信號嗎？s

A:不推薦使用，原因很多。首先，通過繼電器的(de)壓(ya)降將會導致信號丟失。其次(ci)，操作電壓(ya)和電流(liu)較低時，SSR的(de)導通特點(dian)是非線性(xing)的(de)。使用機械繼電器，效(xiao)果(guo)會更(geng)好。

Q：您的SSR通過哪些認證呢？

A：通常，Opto22 繼(ji)電器通過UL、CSA、CE認證。見 .

另外，有些(xie)SSR也(ye)通過了VDE認證，詳情(qing)聯系(xi)Opto22。

FAQ: SSR故障處理

Q：我的繼電器不起作用了，可能是什么原因呢？

A：SSR失效(xiao)有(you)(you)多(duo)(duo)種原(yuan)因(yin)。多(duo)(duo)數情況下(xia)，不(bu)(bu)起作用(yong)指的是(shi)不(bu)(bu)能接通或關斷(duan)。通常(chang)，SSR失效(xiao)是(shi)由于(yu)不(bu)(bu)正確(que)的安裝，因(yin)為它們簡單、可靠。如果您的SSR失效(xiao)了，首先檢查一下(xia)繼電器(qi)的操作參數，確(que)保繼電器(qi)適用(yong)于(yu)該系統，并且(qie)繼電器(qi)安裝正確(que)。導(dao)致SSR失效(xiao)的常(chang)見原(yuan)因(yin)有(you)(you)下(xia)列三個(ge)：

SSR與(yu)負(fu)載不匹配。

由(you)于長時間負載較大(da)電(dian)流，繼電(dian)器(qi)過(guo)熱損壞。

SSR保護不充分。

記(ji)住(zhu)半導體不如(ru)簡單的(de)金屬觸點堅固。反相電壓(ya)超過繼電器的(de)PRV等級時(shi)，將會導致損壞。開關電路的(de)電壓(ya)尖峰，可能(neng)是電感(gan)的(de)影響，破壞一個或(huo)多個內部(bu)的(de)開關設備。大(da)電感(gan)負(fu)載時(shi)，記(ji)住(zhu)要(yao)使(shi)用(yong)減震(zhen)器、transorb二極(ji)管(guan)、MOV或(huo)整流二極(ji)管(guan)。

SSR安裝不正確。

SSR沒(mei)有安裝足夠大(da)的(de)散熱器、或者沒(mei)有使(shi)用傳熱元件，使(shi)得(de)繼電(dian)(dian)(dian)器過(guo)熱。負(fu)載端(duan)(duan)沒(mei)有緊固(gu)好，也將會(hui)產生(sheng)繼電(dian)(dian)(dian)器電(dian)(dian)(dian)弧或發熱。Opto 22 推薦在負(fu)載螺紋端(duan)(duan)扭矩是15 到(dao) 16 inch-pound. 要確(que)保(bao)端(duan)(duan)子緊固(gu)，并(bing)在接(jie)縫處進行焊接(jie)，確(que)保(bao)良好的(de)電(dian)(dian)(dian)接(jie)觸，并(bing)進行保(bao)護以(yi)免(mian)腐蝕。

Q：怎樣對SSR進行測試呢？

A：使用(yong)測(ce)試機(ji)械繼電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)同樣的(de)(de)方(fang)法對SSR進行測(ce)試是(shi)不可能(neng)的(de)(de)。典型的(de)(de)SSR對于(yu)放置在(zai)輸出負(fu)(fu)載(zai)端的(de)(de)歐(ou)姆表會(hui)產生無(wu)限大(da)的(de)(de)阻抗。原(yuan)因很(hen)多。首先，SSR需(xu)要較小的(de)(de)功率驅動，功率從(cong)放置在(zai)負(fu)(fu)載(zai)端的(de)(de)任何電(dian)(dian)(dian)壓(ya)源獲取(qu)。典型的(de)(de)萬用(yong)表不足以提(ti)供足夠大(da)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)使得(de)繼電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)改變狀(zhuang)(zhuang)態。其次(ci)，AC SSR 包含過零(ling)電(dian)(dian)(dian)路。除非存在(zai)零(ling)電(dian)(dian)(dian)位(wei)將(jiang)不會(hui)改變狀(zhuang)(zhuang)態。多數的(de)(de)測(ce)試設備(bei)將(jiang)會(hui)提(ti)供直流電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，因此繼電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)將(jiang)不會(hui)過零(ling)，不會(hui)改變狀(zhuang)(zhuang)態。要測(ce)試SSR，最好(hao)在(zai)實(shi)際使用(yong)的(de)(de)開關(guan)電(dian)(dian)(dian)路電(dian)(dian)(dian)壓(ya)下進行測(ce)試，用(yong)來驅動負(fu)(fu)載(zai)，例(li)如一個大(da)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)燈(deng)泡。

Q：我有一個SSR用來驅動負載。負載正確導通，但是從來都不關斷，除非我整個關閉繼電器的電源。到底是什么原因呢？

A：這是(shi)當(dang)(dang)使(shi)(shi)用高(gao)阻(zu)(zu)抗負載(zai)時，通常會出(chu)現的(de)(de)(de)問題(ti)，例如(ru)使(shi)(shi)用霓(ni)虹燈或小螺線管。這樣的(de)(de)(de)負載(zai)通常具(ju)有相對(dui)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)初始電(dian)(dian)流(liu)(liu)，但(dan)是(shi)較(jiao)小的(de)(de)(de)保持電(dian)(dian)流(liu)(liu)。結果(guo)是(shi)通過繼電(dian)(dian)器(qi)的(de)(de)(de)斷開狀態泄漏電(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)足(zu)以(yi)使(shi)(shi)得負載(zai)接通(見前節)，但(dan)是(shi)一(yi)(yi)(yi)旦接通后，就一(yi)(yi)(yi)直(zhi)保持通態，無法斷開。解決(jue)的(de)(de)(de)方法是(shi)將一(yi)(yi)(yi)個功率電(dian)(dian)阻(zu)(zu)與負載(zai)并聯，使(shi)(shi)流(liu)(liu)過該(gai)(gai)(gai)功率電(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)是(shi)SSR額定(ding)最大(da)泄漏電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)8-10倍，要(yao)確保該(gai)(gai)(gai)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)具(ju)有足(zu)夠高(gao)的(de)(de)(de)功率等級。例如(ru)，當(dang)(dang)SSR負載(zai)端采用120VAC時，泄漏電(dian)(dian)流(liu)(liu)是(shi)5mA時，最好(hao)(hao)使(shi)(shi)流(liu)(liu)過電(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)是(shi)50mA。根(gen)據歐(ou)姆定(ding)律，電(dian)(dian)阻(zu)(zu)值(zhi)最好(hao)(hao)選擇2，400歐(ou)姆的(de)(de)(de)。電(dian)(dian)阻(zu)(zu)器(qi)的(de)(de)(de)耗散功率為6W，所(suo)以(yi)應該(gai)(gai)(gai)使(shi)(shi)用7.5W或10W的(de)(de)(de)功率電(dian)(dian)阻(zu)(zu)器(qi)。

Q： 我有一個新的AC SSR驅動一個螺線管。第一次可以導通，但是以后就不導通了。為什么呢？

A：有(you)些螺線(xian)(xian)管、有(you)些類型的(de)(de)鹵素(su)燈以及某些類型的(de)(de)頻閃燈，將(jiang)二極管與線(xian)(xian)圈或燈絲串聯。這(zhe)使(shi)得燈的(de)(de)作用類似于半波整(zheng)流器。Opto22 SSR具有(you)內置的(de)(de)RC回(hui)路(lu)與輸出并聯。回(hui)路(lu)中(zhong)的(de)(de)電(dian)容(rong)充電(dian)但是不能(neng)通過串聯的(de)(de)二極管放(fang)(fang)電(dian)，使(shi)得電(dian)壓出現在SSR終端(duan)。因為SSR必須要出現零點電(dian)位，所以這(zhe)種條件下它(ta)就再(zai)不能(neng)導(dao)通了。解決的(de)(de)辦法是在繼電(dian)器的(de)(de)終端(duan)放(fang)(fang)置一個(ge)大(da)的(de)(de)電(dian)阻（幾(ji)千歐姆），將(jiang)電(dian)容(rong)的(de)(de)電(dian)荷釋放(fang)(fang)，從而電(dian)壓過零。