摘 要：闡述了固態(tài)繼電器的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及交流直流固態(tài)繼電器的適用范圍，并針對交流固態(tài)繼電器，提出了根據(jù)它的幾個關(guān)鍵參數(shù)來合理選擇固態(tài)繼電器的方法、應(yīng)用電路在設(shè)計上需要注意的一些問題以及給出了相應(yīng)與計算機(jī)駁接的接口電路。
固態(tài)繼電器（SOLIDSTATE RELAYS），簡寫成“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點(diǎn)開關(guān)器件，它利用電子元件（如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件）的開關(guān)特性，可達(dá)到無觸點(diǎn)無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點(diǎn)開關(guān)”，它問世于70年代，由于它的無觸點(diǎn)工作特性，使其在許多領(lǐng)域的電控及計算機(jī)控制方面得到日益廣范的應(yīng)用。
一、固態(tài)繼電器的原理及結(jié)構(gòu)
SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類，它們分別在交流或直流電源上做負(fù)載的開關(guān)，不能混用。
下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理，圖1是它的工作原理框圖，圖1中的部件①-④構(gòu)成交流SSR的主體，從整體上看，SSR只有兩個輸入端（A和B）及兩個輸出端（C和D），是一種四端器件。
圖1
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(guān)”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）聯(lián)系， 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(yīng)速度高、輸入/輸出端間的絕緣（耐壓）等級高；由于輸入端的負(fù)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，在使用可直接與計算機(jī)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(qū)動開關(guān)電路④工作，但由于開關(guān)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(shè)“過零控制電路”。所謂“過零”是指，當(dāng)加入控制信號，交流電壓過零時，SSR即為通態(tài)；而當(dāng)斷開控制信號后，SSR要等待交流電的正半周與負(fù)半周的交界點(diǎn)（零電位）時，SSR才為斷態(tài)。這種設(shè)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(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾（甚至誤動作）而設(shè)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）。圖2是一種典型的交流型SSR的電原理圖。
圖2
直流型的SSR與交流型的SSR相比，無過零控制電路，也不必設(shè)置吸收電路，開關(guān)器件一般用大功率開關(guān)三極管，其它工作原理相同。不過，直流型SSR在使用時應(yīng)注意：①負(fù)載為感性負(fù)載時，如直流電磁閥或電磁鐵，應(yīng)在負(fù)載兩端并聯(lián)一只二極管，極性如圖3所示，二極管的電流應(yīng)等于工作電流，電壓應(yīng)大于工作電壓的4倍。②SSR工作時應(yīng)盡量把它靠近負(fù)載，其輸出引線應(yīng)滿足負(fù)荷電流的需要。③使用電源屬經(jīng)交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應(yīng)足夠大。
圖3
圖4 給出了幾種國內(nèi)、外常見的SSR的外形。
圖4