固态继电器(SSRs)具有与机电式继电器相同的功能，但它是非移动的非接触器件，可以将电压切换到几百伏，进行数十万次甚至更多的循环，这使得它们可以用于需要频繁和高速切换的加热元件、电机和变压器的切换。⚙️下载本文(以及本文的其余部分)连接系列)设计指导图书馆．
机电继电器和固态继电器使用不同的技术来执行本质上相同的功能。ssr的快速切换使其适用于各种高功率负载。
与机电继电器相比，SSRs的子组件是完全电子的:
1.苏维埃社会主义共和国的输入电路(就像机电继电器的线圈)连接到一个系统控制。当进入SSR的电压变化- 3到32 Vdc是常见的-它提示输入电路动作。在一种常见的变化中，当应用范围内的任何电压超过继电器的拾取电压值时，电路被激活，当输入降低到低于继电器的跌落电压值时，电路被关闭。
2.苏维埃社会主义共和国的耦合将通电和断电命令传递给继电器输出-作为输入和输出电路之间的媒介。请注意，SSR的这一部分是专门设计的，以确保输入电路与输出电路的电隔离方式…因此，高功率(输出)负载电流被继电器的耦合部分隔离。这可靠地防止了负载电流流向继电器输入——即使在系统故障期间。
SSR的耦合部分采用了多种技术:
最常见的类型是光耦合器SSRs，在输入电路上使用一个LED或红外光源与输出开关侧的光敏半导体通信。相比之下，变压器耦合SSRs使用直流-交流变换器产生输出，通过低功率变压器的输出磁耦合。
3.下一个SSR的触发或驱动电路以a的形式连接几个设计中的一个:
•可控硅整流器(SCR)用于(通常)短持续时间的高速开关
•背靠背可控硅称为双向可控硅-交流电三极管的简称
•金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或达林顿晶体管(直流)
•直流绝缘栅双极晶体管(IGBT)
在这里，零开关操作——SSRs中最常见的操作——以及峰值开关、直流开关和瞬时接通开关都是根据系统驱动的负载类型定制继电器动作的选项。例如，模拟开关使用同步电路使输出电压跟踪输入电压，并在SSR允许的范围内允许多种可能的输出电压。它们擅长于驱动电机的软启动设计。
4.除此之外，还有战略科学军团输出(权力)电路连接到被控制的负载。通过开关，它还可能包括一个缓冲电路(在某些情况下，反向连接二极管)或过零检测器，以减少开关期间的尖峰、瞬变和电磁干扰(EMI)。这是一个问题，因为SSRs通过附加的感应负载开关负载电流——而且(根据法拉第定律)电流中断会引起电压上升。SSR中任何超过最大额定值的上升都可能造成破坏。
在SSRs excel
SSRs兼容多种控制系统，不受磁噪声影响;它们的固态性质意味着它们可以在不同的方向上安装，而且ssr不受强烈振动的影响。的确，ssr比某些替代品更贵，但最复杂的可以提供特别长的寿命。
考虑SSRs的几个电机应用:
•适用于有可能堵塞的大型传送带或装配线的电机
•如果门半开，用于商用烤箱的工业电机鼓风机有过度工作的风险
•在过流条件下或起动电流不正确的电机上
•对被忽略的电机和与磨损的机械部件显示出过度摩擦的电机
适用于适用于高温环境的通用电机
这类电机驱动的机械可能会在其电源上安装保护继电器(机电继电器和SSRs)，以检测任何此类过热并关闭电机以防止损坏。在这类应用中，耐用ssr的使用非常普遍，因为它们没有移动部件，从而降低了精度寿命……事实上，它们的使用寿命往往比安装它们的设备还要长。
管理来自ssr的热量
这里展示的关于ssr上的恒温器的信息最初出现在Design World的姐妹网站上eeworldonline.com．
在SSRs中发现的半导体开关产生不可忽略的热量，如果不加以解决，就会出现由于热循环而产生的机械疲劳风险。两种解决方案是散热器和恒温器。温控器可以由设计工程师(他们承担热保护的设计)添加到SSR中，或由SSR制造商预先集成。
在一些带有预集成恒温器的SSR中，当SSR本身的温度超过由应用要求确定的规定的最大温度时，SSR切断输入电路电源。短暂冷却后，电源再次自动打开。在这里，SSR的恒温器感知一个机械接口的内部温度，在内部电源开关装置的安装处有一个金属板。如果温度超过正常范围，就会向SSR发出关闭电源的信号。
这种内置的热保护通过在设备损坏发生之前提供一个行程来防止过热，从而节省时间和金钱。
对于想要利用这一技术并避免自己动手的机器设计人员来说，首先需要选择合适的SSR来控制需要控制的负载。一个关键的考虑因素是应用程序的环境工作温度，这是考虑到最佳降额的载容量。换句话说，工程师必须确定SSR的额定最大功率、额定电流或额定电压，然后使用小于这些最大额定值的设备。
其他设计需要考虑的是使用的散热片和预期的功耗。
从这种内置热保护中受益的ssr包括工业烤箱、商业制冷系统、灭菌设备、焊接设备和包装、建筑和材料处理中的输送机上的ssr。
MEMS机械开关与ssr竞争
当微型机电系统(MEMS)在20世纪80年代首次被引入时，它们被吹捧为具有超小型化机电触点的能力。MEMS结构建立在硅基板上，使用与传统集成电路相同的蚀刻工艺，可用于喷墨打印头、加速度计、压力传感器等。但它们还没有取代传统的机械开关……部分原因是MEMS开关的微小触点不能处理太多电流。加上MEMS开关可以显示电弧和加热，缩短开关寿命。
但现在，采用数字微开关(DMS)智能功率继电器技术的MEMS设备可能很快会刺激更多基于MEMS的功率继电器的使用。这些技术结合了固态继电器和机电继电器的优点。在设计世界的姐妹网站上阅读完整的故事powerelectronictips.com．DMS将MOSFET与MEMS开关平行，以获得零电压开关。这减少了触点之间的开关能量，从而提高了高电压和高电流下的可靠性。开关设计还使用了金属加工，以提高支撑触点一侧的悬臂梁以及触点材料本身的可靠性。它制造的设备能够循环30亿次甚至更多。事实上，功率继电器保留了传统继电器的电隔离特性，并且可以集成到传统半导体封装中，提供其他智能特性。
你也可以喜欢:
了下:工厂自动化，工业自动化，继电器
