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2018-3-14 閱讀(543)
| 提 供 商 | 東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司 | 資料大小 | 416.2KB |
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法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關。用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負載端的隔離。法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅動大電流負載。
法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的原理：
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(xiàn)“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,在使用時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(chǎn)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(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng),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(wǎng)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)。
法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的特點：
固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無觸點電子開關，在開關過程中無機械接觸部件，因此法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器除具有與電磁繼電器一樣的功能外，還具有邏輯電路兼容，耐振耐機械沖擊，安裝位置無限制，具有良好的防潮防霉防腐蝕性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也，輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等特點。
(1)SSR內部無機械部件,結構上采用了灌注全密封方式,因此,SSR具有耐振、耐腐蝕、長壽命及高可靠等優(yōu)點,其開關壽命高達1010萬次;
(2)低噪聲:交流型SSR采用了過零觸發(fā)技術,因此在線路上有效地降低了電壓上升速率dv/dt和電流上升速率di/dt值,使SSR長期工作時對市電的干擾極小;
(3)開關時間短,約為10ms,可應用在頻率較高的場合;
(4)輸入電路與輸出電路之間采用光電隔離,絕緣電壓2500V以上;
(5)輸入功耗很低,與TTL,COMS電路兼容;
(6)輸出端有保護電路;
(7)負載能力強。
法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的優(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，由于組成法國GROUZET高諾斯固態(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動器。
（3）快速轉換：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?。悍▏鳪ROUZET高諾斯固態(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，在零電壓處導通，零電流處關斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關瞬態(tài)效應。
法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的缺點：
（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，大功率法國GROUZET高諾斯固態(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，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。
法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的工作原理：
它是用半導體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關器件，單相SSR為四端有源器件，其中兩個輸入控制端，兩個輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后，輸出端就能從斷態(tài)轉變成通態(tài)。
交流法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器按開關方式分有電壓過零導通型（簡稱過零型）和隨機導通型（簡稱隨機型）
按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型（普通型）和單向可控硅反并聯(lián)型（增強型）
按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（自然冷卻，不必帶散熱器）和固定在金屬底板上的裝置式（靠散熱器冷卻）
另外輸入端又有寬范圍輸入（DC3~32V）的恒流源型和串電阻限流型等。
SSR法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器以觸發(fā)形式，可分為零壓型（Z）和調相型（P）兩種。
在輸入端施加合適的控制信號IN時，P型SSR立即導通。當IN撤銷后，負載電流低于雙向可控硅維持電流時（交流換向），SSR關斷。Z型SSR內部包括過零檢測電路，在施加輸入信號IN時，只有當負載電源電壓達到過零區(qū)時，SSR才能導通，并有可能造成電源半個周期的zui大延時。Z型SSR關斷條件同P型，但由于負載工作電流近似正弦波，高次諧波干擾小，所以應用廣泛。北京靈通電子公司的SSR由于采用輸出器件不同，有普通型（S，采用雙向可控硅元件）和增強型（HS，采用單向可控硅元件）之分。當加有感性負載時，在輸入信號截止t1之前，雙向可控硅導通，電流滯后電源電壓90O（純感時）。t1時刻，輸入控制信號撤銷，雙向可控硅在小于維持電流時關斷（t2），可控硅將承受電壓上升率dv/dt很高的反向電壓。這個電壓將通過雙向可控硅內部的結電容，正反饋到柵極。如果超過雙向可控硅換向dv/dt指標（典型值10V/ s，將引起換向恢復時間長甚至失敗。單向可控硅（增強型SSR）由于處在單極性工作狀態(tài)，此時只受靜態(tài)電壓上升率所限制（典型值200V/ s），因此 增強型固態(tài)繼電器HS系列比普通型SSR的換向dv/dt指標提高了5~20倍。由于采用兩只大功率單向可控硅反并聯(lián)，改變了電流分配和導熱條件，提高了SSR輸出功率。增強型SSR在大功率應用場合，無論是感性負載還是阻性負載，耐電壓、耐電流沖擊及產(chǎn)品的可靠性，均超過普通法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器。
如何使用戶的驅動電路與SSR的輸入特性相匹配
一般來講，SSR的輸入控制電壓為3.2—32V?？刂齐娏鳛?—30mA. 通常1—2的SSR輸入回路不是恒流源電路，輸入控制電壓為4—16V?？刂齐娏鳛?—20mA.較大額定電流的SSR輸入電路均接有恒流源電路。輸入控制電壓在3.2—32V均可。在三相電路里，如果用戶將三個SSR的輸入端串聯(lián)的話，那么希望提供大于12V的控制電壓；如果將三個SSR的輸入端并聯(lián)使用的話，那么驅動電流要保證50mA。單個SSR使用，驅動電流不要設計在4—5mA 的臨界狀態(tài)下至少要大于6mA。
法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的主要問題：
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，在使用或設計時應注意防止觸電。法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器失效更換時，應盡量選用原型號或技術參數(shù)*相同的產(chǎn)品，以便與原應用線路匹配，保證系統(tǒng)的可靠工作。
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。法國GROUZET高諾斯固態(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)品應配散熱器加風扇強冷。在安裝時應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*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zui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。
法國GROUZET高諾斯固態(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)良的熱學設計可避免由于散熱不良造成的失敗和損壞。
過流過壓
在繼電器使用時，因過流和負載短路會造成SSR法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器內部輸出可控硅*損壞，可考慮在控制回路中增加快速熔斷器和空氣開關予以保護型（選擇繼電器應選擇產(chǎn)品輸出保護，內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，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。
法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器的保養(yǎng)方法：
1. 在選用小電流規(guī)格印刷電路板使用的法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器時，因引線端子為高導熱材料制成,焊接時應在溫度小于250℃、時間小于10S的條件下進行，如考慮周圍溫度的原因，必要時可考慮降額使用，一般將負載電流控制在額定值的 1/2以內使用。
2. 各種負載浪涌特性對法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器SSR的選擇
被控負載在接通瞬間會產(chǎn)生很大的浪涌電流，由于熱量來不及散發(fā)，很可能使SSR內部可控硅損壞,所以用戶在選用繼電器時應對被控負載的浪涌特性進行分析,然后再選擇繼電器。使繼電器在保證穩(wěn)態(tài)工作前提下能夠承受這個浪涌電流，選擇時可參考表2各種負載時的降額系數(shù)(常溫下)。
如所選用的繼電器需在工作較頻繁、壽命以及可靠性要求較高的場合工作時，則應在表2的基礎上再乘以0.6以確保工作可靠。
一般在選用時遵循上述原則，在低電壓要求信號失真小可選用采用場效應管作輸出器件的直流固態(tài)繼器；如對交流阻性負載和多數(shù)感性負載，可選用過零型繼電器，這樣可延長負載和繼電器壽命，也可減小自身的射頻干擾。如作為相位輸出控制時，應選用隨機型固態(tài)繼電器。
3. 使用環(huán)境溫度的影響
法國GROUZET高諾斯固態(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，在安裝使用過程中,應保證其有良好的散熱條件，額定工作電流在10A以上的產(chǎn)品應配散熱器，100A以上的產(chǎn)品應配散熱器加風扇強冷 。在安裝時應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*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zui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。
4. 過流、過壓保護措施
在繼電器使用時，因過流和負載短路會造成SSR法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器內部輸出可控硅*損壞 ,可考慮在控制回路中增加快速熔斷器和空氣開關予以保護型(選擇繼電器應選擇產(chǎn)品輸出保護,內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）；也可在繼電器輸出端并接 RC吸收回路和壓敏電阻(MOV)來實現(xiàn)輸出保護。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。
5. 繼電器輸入回路信號
在使用時因輸入電壓過高或輸入電流過大超出其規(guī)定的額定參數(shù)時,可考慮在輸入端串接分壓電阻或在輸入端口并接分流電阻,以使輸入信號不超過其額定參數(shù)值。
6 在具體使用時,控制信號和負載電源要求穩(wěn)定，波動不應大于10%，否則應采取穩(wěn)壓措施。
7. 在安裝使用時應遠離電磁干擾,射頻干擾源，以防繼電器誤動失控。
8. 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，在使用或設計時應注意。
9. 法國GROUZET高諾斯固態(tài)繼電器失效更換時,應盡量選用原型號或技術參數(shù)*相同的產(chǎn)品，以便與原應用線路匹配，保證系統(tǒng)的可靠工作。
