固体继电器工作原理图.docx
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固体继电器工作原理图
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固体继电器（SolidStateRelaySSR）是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的一种新型无触点电子开关器件。
它可以实现用微弱的控制信导（几毫安到几十毫安）控制0．1A直至几百A电流负载，进行无触点接通或分断。
固体继电器是一种四端器件，两个输入端，两个输出端。
输入端接控制信号，输出端与负载、电源串联，SSR实际是一个受控的电力电子开关。
固体继电器由输入电路、驱动电路和输出电路三部分组成。
该电路由信号输人电路、零电压检测控制电路、工作指示电路、双向晶闸管控制电路和吸收电路几部分组成。
采用了光电耦合器GD作为输入电路和输出电路之间的隔离元件，VD是防止Vin正负接反烧坏GD。
电路工作过程：
当无输入信号时，GD中的光敏三极管裁止，VT1是交流电压零点检测器，通过R3获得基极电流而饱和导通，将VTH的门极箝在低电位而处于关断状态。
当有输人信号时，光敏三极管导通，此时VTH的状态由VT1决定，如此电源电压大于过零电压时，分压器R3、R2的分压点P电压大于VBE1，VT1饱和导通，SCR门极因箝位在低电位而截止，TR的门极因没有触发脉冲而处于关断状态。
只有当电源电压小于过零电压，P点电压小于VBE1时G1截止，SCR门极获得触发信号而导通。
在TR的门极获得触发脉冲，TR就导通．从而接通负载电源。
当输入信号关断后GD中的光敏三极管截止，G1饱和导通使SCR门极箝位在低电位而关断，但是此时TR仍保持导通状态，负载上仍有电流流过，直到负载电流随VAC减小到小于双向晶闸管TR的维持电流后才会自行关断，切断负载电源。
固态继电器应用电路图大全
■应用电路图
1.与传感器的连接
SSR可直接连接接近开关、光电开关等传感器。
2.白炽灯的闪烁控制
3.电气炉的温度控制
4.单相感应电动机的正反运转
注1.SR1、SSR2其中一个为断开侧SSR的LOAD端子间电压，由于通过LC结合，电压约为电源电压的2倍，
请务必使用具备电源电压2倍以上的输出额定电压的SSR
（例）电源电压交流100Ｖ的单相感应电动机的正反运转，应使用有交流200Ｖ以上输出电压的SSR
注2.切换SW1和SW2时，请务必确保有30ms以上的时滞。
5.三相感应电动机的接通、断开控制
6.三相电机的正反运转
SSR三相电机正反运转时，请注意SSR的输入信号。
如右上图所示，同时切换SW1和SW2时，负载侧发生相间短路，会损坏SSR的输出元件。
这是由于即使没有至SSR输入端子的输入信号，输出元件（三端双向可控硅开关）仍处于导通状态，直至负载电流为0。
因此，切换SW1和SW2时，请务必设定30ms以上的时滞。
另外，由于至SSR输入电路的干扰等导致的SSR误动作，也会导致相间短路、SSR损坏。
作为此时的对策例，在电路中接入防止产生短路事故的保护电阻R。
对于保护电阻R，请根据SSR的浪涌接通电流容量确定。
例如，G3NA-220B的浪涌接通电流容量为220Apeak，因此为R>220V×√2/220A＝1.4Ω。
另外，考虑到电路电流、通电时间等，请插到消耗功率较小的一侧。
另外，对于电阻的功率，请根据P＝I2R×安全率进行计算。
（I＝负载电流、R＝保护电阻、安全率3～5）
7.变压器负载的冲击电流
变压器负载时的冲击电流，在电抗不运作的2次侧开放状态下为最大。
另外，由于其最大电流是电源频率的1/2周，若不用示波器将很难进行测定。
为此，应测定变压器一次侧的直流电阻，据此预测冲击电流。
（实际上，由于固有电抗运作，其结果比该计算值还少）。
Ipeak＝Vpeak/R＝（√2×V）/R
假设在负载电源电压220V使用一次侧的直流电阻3欧姆的变压器，则此时的冲击电流为，Ipeak＝（1.414×220）/3＝103.7A
本公司规定SSR的浪涌接通电流容量为非反复（1天1-2次），请选择能反复使用具备该Ipeak的2倍的浪涌接通电流容量的SSR。
此时，请选择具备207.4A以上浪涌接通电流容量、G3□□-220□以上的SSR。
另外，若对此进行逆运算，即可算出满足SSR的变压器一次侧的直流电阻值。
R＝Vpeak/Ipeak＝（√2×V）/Ipeak
有关变压器一次侧的直流电阻值适用SSR的一览表，请参考附件。
另外，该一览表表示「满足冲击电流的SSR」，还必须结合「变压器的稳定电流满足各SSR的额定电流」。
〈SSR的额定电流〉
G3□□-240□
下划线2位的数字显示稳定电流。
（此时为40A）
仅G3NH时：
G3NH-□075B=75A、
G3NH-□150B=150A
条件1：
SSR的环境温度（=柜内温度）应在各SSR的额定温度以内。
条件2：
应为安装正规散热器的状态。
负载电源电压100V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
4.8以上
30
60
——
-205□
-205□
——
1.9～4.7
75
150
-210□
-215□
-210□
-210□
——
1.3～1.8
110
220
-220□
-225□
-220□
-220□
——
0.65～1.2
220
440
-235□
-240□
-245□
-260□
-240□
——
——
0.36～0.64
400
800
——
——
——
-2075□
0.16～0.35
900
1,800
——
——
——
-2150□
负载电源电压110V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
5.2以上
30
60
——
-205□
-205□
——
2.1～5.1
75
150
-210□
-215□
-210□
-210□
——
1.5～2.0
110
220
-220□
-225□
-220□
-220□
——
0.71～1.4
220
440
-235□
-240□
-245□
-260□
-240□
——
——
0.39～0.70
400
800
——
——
——
-2075□
0.18～0.38
900
1,800
——
——
——
-2150□
负载电源电压120V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
5.7以上
30
60
——
-205□
-205□
——
2.3～5.6
75
150
-210□
-215□
-210□
-210□
——
1.6～2.2
110
220
-220□
-225□
-220□
-220□
——
0.78～1.5
220
440
-235□
-240□
-245□
-260□
-240□
——
——
0.43～0.77
400
800
——
——
——
-2075□
0.19～0.42
900
1,800
——
——
——
-2150□
负载电源电压200V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
9.5以上
30
60
——
-205□
-205□
——
3.8～9.4
75
150
-210□
-215□
-210□
-210□
——
2.6～3.7
110
220
-220□
-225□
-220□
-220□
——
1.3～2.5
220
440
-235□
-240□
-245□
-260□
-240□
——
——
0.71～1.2
400
800
——
——
——
-2075□
0.32～0.70
900
1,800
——
——
——
-2150□
负载电源电压220V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
10.4以上
30
60
——
-205□
-205□
——
4.2～10.3
75
150
-210□
-215□
-210□
-210□
——
2.9～4.1
110
220
-220□
-225□
-220□
-220□
——
1.5～2.8
220
440
-235□
-240□
-245□
-260□
-240□
——
——
0.78～1.4
400
800
——
——
——
-2075□
0.35～0.77
900
1,800
——
——
——
-2150□
负载电源电压240V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
11.4以上
30
60
——
-205□
-205□
——
4.6～11.3
75
150
-210□
-215□
-210□
-210□
——
3.1～4.5
110
220
-220□
-225□
-220□
-220□
——
1.6～3.0
220
440
-235□
-240□
-245□
-260□
-240□
——
——
0.85～1.5
400
800
——
——
——
-2075□
0.38～0.84
900
1,800
——
——
——
-2150□
负载电源电压400V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
7.6以上
75
150
——
-410□
——
——
5.2～7.5
110
220
-420□
-430□
-420□
——
——
2.6～5.1
220
440
-435□
-445□
——
——
——
1.5～2.5
400
800
——
——
——
-4075□
0.63～1.4
900
1,800
——
——
——
-4075□
负载电源电压440V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
8.3以上
75
150
——
-410□
——
——
5.7～8.2
110
220
-420□
-430□
-420□
——
——
2.9～5.6
220
440
-435□
-445□
——
——
——
1.6～2.8
400
800
——
——
——
-4075□
0.70～1.5
900
1,800
——
——
——
-4075□
负载电源电压480V时
变压器一
次侧的直
流电阻（Ω）
冲击电流
（A）
SSR的浪
涌接通电
流容量（A）
适用SSR
G3P□
G3NA
G3NE
G3NH
9.1以上
75
150
——
-410□
——
——
6.2～9.0
110
220
-420□
-430□
-420□
——
——
3.1～6.1
220
440
-450□
——
——
——
8.变压器的分接头转换
通过SSR切换变压器的分接头时，请注意感应OFF侧SSR的电压。
感应电压与卷数（分接头电压）成比例。
下图中，电源电压200V，N1＝100次、N2＝100次，若SSR2置于ON，则会在SSR1两端施加电源电压2倍的电压400V，因此，对于SSR1，务必使用400V的SSR。
固体继电器原理图
固体继电器SSR
固体继电器（SolidStateRelaySSR）是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的一种新型无触点电子开关器件。
它可以实现用微弱的控制信导（几毫安到几十毫安）控制0．1A直至几百A电流负载，进行无触点接通或分断。
固体继电器是一种四端器件，两个输入端，两个输出端。
输入端接控制信号，输出端与负载、电源串联，SSR实际是一个受控的电力电子开关，其等效电路如图。
由于固体继电器具有高稳定、高可靠、无触点及寿命长等优点，广泛应用在电动机调速、正反转控制、调光、家用电器、烘箱烘道加温控温、送变电电网的建设与改造、电力拖动、印染、塑科加工、煤矿、钢铁、化工和军用等方面。
固体继电路工作原理
固体继电器与通常的电磁继电器不同：
无触点、输入电路与输出电路之间光（电）隔离、由分立元件．半导体微电子电路芯片和电力电子器件组装而成，以阻燃型环氧树脂为原料，采用灌封技术持其封闭在外壳中、使与外界隔离，具有良好的耐压、防腐、防潮抗震动性能。
固体继电器由输入电路、驱动电路和输出电路三部分组成。
这里仅以应用较多的交流过零型固体继电器为例，介绍其工作原理。
该电路采用了过零触发技术，具有电压过零时开启，负裁电流过零时关断的特性，在负载上可以得到一个完整的正弦波形，因此电路的射频干扰很小。
该电路由信号输人电路、零电压检测控制电路、工作指示电路、双向晶闸管控制电路和吸收电路几部分组成。
采用了光电耦合器GD作为输入电路和输出电路之间的隔离元件，VD是防止Vin正负接反烧坏GD。
电路工作过程：
当无输入信号时，GD中的光敏三极管裁止，VT1是交流电压零点检测器，通过R3获得基极电流而饱和导通，将VTH的门极箝在低电位而处于关断状态。
当有输人信号时，光敏三极管导通，此时VTH的状态由VT1决定，如此电源电压大于过零电压时，分压器R3、R2的分压点P电压大于VBE1，VT1饱和导通，SCR门极因箝位在低电位而截止，TR的门极因没有触发脉冲而处于关断状态。
只有当电源电压小于过零电压，P点电压小于VBE1时G1截止，SCR门极获得触发信号而导通。
在TR的门极获得触发脉冲，TR就导通．从而接通负载电源。
当输入信号关断后GD中的光敏三极管截止，G1饱和导通使SCR门极箝位在低电位而关断，但是此时TR仍保持导通状态，负载上仍有电流流过，直到负载电流随VAC减小到小于双向晶闸管TR的维持电流后才会自行关断，切断负载电源。
此主题相关图片如下：
由于触发信号方式不同，AC—SSR还分为过零型触发（Z型）和非过零型或随机型（P型）触发两种，如图为其工作波形图。
可见过零型和非过零型之间的区别主要在于负载交流电流导通的条件。
过零型在输入信号Vin施加的t1时刻，由于此时电源电压处在非过零区，其输出端不导通，只有当电源电压到达过零区t2时，输出端负载中才有电流流过。
而非过零型在
接近开关接线图
1）接近开关有两线制和三线制之区别，三线制接近开关又分为NPN型和PNP型，它们的接线是不同的。
请见下图所示：
2）两线制接近开关的接线比较简单，接近开关与负载串联后接到电源即可。
3）三线制接近开关的接线：
红（棕）线接电源正端；蓝线接电源0V端；黄（黑）线为信号，应接负载。
而负载的另一端是这样接的：
对于NPN型接近开关，应接到电源正端；对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。
4）接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块。
5）需要特别注意接到PLC数字输入模块的三线制接近开关的型式选择。
PLC数字量输入模块一般可分为两类：
一类的公共输入端为电源0V，电流从输入模块流出（日本模式），此时，一定要选用NPN型接近开关；另一类的公共输入端为电源正端，电流流入输入模块，即阱式输入（欧洲模式），此时，一定要选用PNP型接近开关。
千万不要选错了。
6）两线制接近开关受工作条件的限制，导通时开关本身产生一定压降，截止时又有一定的剩余电流流过，选用时应予考虑。
三线制接近开关虽多了一根线，但不受剩余电流之类不利因素的困扰，工作更为可靠。
7）有的厂商将接近开关的“常开”和“常闭”信号同时引出，或增加其它功能，此种情况，请按产品说明书具体接线。
槽型光电开关接线
光电开关那个二极管是发光二极管，输出则是光敏三极管，C就是集电极，E则是发射极。
一般三极管作开关使用时，通常都用集电极作输出端。
一般接法：
二极管为输入端，E接地，C接负载，负载的另一端需要接正电源。
这种接法适用范围比较广。
特殊接法：
二极管为输入端，C接电源正，E接负载，负载的另一端需要接地。
这种接法只适用于负载等效电阻很小的时候（几十欧姆以内），如果负载等效电阻比较大，可能会引起开关三极管工作点不正常，导致开关工作不可靠。
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