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固態(tài)繼電器需要注意的事項(xiàng)
封裝和安裝形式
臥式W型、立式L型，體積小適用于印制板直接焊接安裝。立式L2型，既能適合于線路板焊接安裝，也能適用于線路板上插接安裝。在選用小電流規(guī)格印刷電路板使用的固態(tài)繼電器時(shí)，因引線端子為高導(dǎo)熱材料制成，焊接時(shí)應(yīng)在溫度小于250℃、時(shí)間小于10S的條件下進(jìn)行，如考慮周圍溫度的原因，必要時(shí)可考慮降額使用，一般將負(fù)載電流控制在額定值的1/2以內(nèi)使用。
K型及F型，適合散熱器及儀器底板安裝。大功率SSR(K型和F型封裝)安裝時(shí)，應(yīng)注意散熱器接觸面應(yīng)平整，并需涂復(fù)導(dǎo)熱硅脂(美寶T-50)。安裝力矩愈大，接觸熱阻愈小。大電流引出線，需配冷壓焊片，以減少引出線接點(diǎn)電阻。
負(fù)載與SSR的選擇
SSR對(duì)一般的負(fù)載應(yīng)是沒有問題的，但也必須考慮一些特殊的負(fù)載條件，以避免過大的沖擊電流和過電壓，對(duì)器件性能造成不必要的損壞。白熾燈、電爐等類的“冷阻”特性，造成開通瞬間的浪涌電流，超過額定工作電流值數(shù)倍。一般普通型SSR，可按電流值的2/3選用。增強(qiáng)型SSR，可按廠商提供的參數(shù)選用。在惡劣條件下的工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)，建議留有足夠的電壓、電流余量。
某些類型的燈，在燒斷瞬間會(huì)出現(xiàn)低阻抗。氣化和放電通道以及容性負(fù)載，如切換電容器組或電容器電源，會(huì)造成類似短路狀態(tài)?？稍诰€路中進(jìn)一步串聯(lián)電阻或電感，作為限流措施。電機(jī)的開啟和關(guān)閉，也會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流和電壓。中間繼電器、電磁閥吸合不可靠時(shí)引起的抖動(dòng)，以及電容換向式電機(jī)換向時(shí)，電容電壓 和電源電壓的疊加會(huì)在SSR兩端產(chǎn)生二倍電源的浪涌電壓。
控制變壓器初級(jí)時(shí)，也應(yīng)考慮次級(jí)線路上的瞬態(tài)電壓對(duì)初級(jí)的影響。此外，變壓器也有可能因?yàn)閮蓚€(gè)方向電流不對(duì)稱，造成飽和引起的浪涌電流異?，F(xiàn)象。上述情況，使SSR在特殊負(fù)載的應(yīng)用，多少變得有點(diǎn)復(fù)雜。可行的辦法，就是通過示波器去測(cè)量可能引起的浪涌電流和電壓，從而選用合適的SSR和保護(hù)措施。
被控負(fù)載在接通瞬間會(huì)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(nèi)部可控硅損壞，所以用戶在選用繼電器時(shí)應(yīng)對(duì)被控負(fù)載的浪涌特性進(jìn)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(gè)浪涌電流，選擇時(shí)可參考表2各種負(fù)載時(shí)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(chǎng)合工作時(shí)，則應(yīng)在表2的基礎(chǔ)上再乘以0.6以確保工作可靠。
一般在選用時(shí)遵循上述原則，在低電壓要求信號(hào)失真小可選用采用場(chǎng)效應(yīng)管作輸出器件的直流固態(tài)繼電器；如對(duì)交流阻性負(fù)載和多數(shù)感性負(fù)載，可選用過零型繼電器，這樣可延長(zhǎng)負(fù)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(shí)，應(yīng)選用隨機(jī)型固態(tài)繼電器。
過熱問題
SSR在導(dǎo)通時(shí)，元件將承受P=V(管壓降)×I(負(fù)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。固態(tài)繼電器的負(fù)載能力受環(huán)境溫度和自身溫升的影響較大，需依據(jù)實(shí)際工作環(huán)境條件，嚴(yán)格參照額定工作電流時(shí)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(yīng)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(yīng)配散熱器，30A以下，采用自然風(fēng)冷，連續(xù)負(fù)載電流大于30A時(shí)，需采用儀器風(fēng)扇強(qiáng)制風(fēng)冷，100A以上的產(chǎn)品應(yīng)配散熱器加風(fēng)扇強(qiáng)冷。在安裝時(shí)應(yīng)注意繼電器底部與散熱器的良好接觸 ，并考慮涂適量導(dǎo)熱硅脂以達(dá)到最佳散熱效果。如繼電器長(zhǎng)期工作在高溫狀態(tài)下(40℃~80℃)時(shí)，用戶可根據(jù)廠家提供的最大輸出電流與環(huán)境溫度曲線數(shù)據(jù)，考慮降額使用來保證正常工作。
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(shí)候，在其內(nèi)部芯片上存在一定的功率損耗，這個(gè)損耗功率主要由固態(tài)繼電器輸出電壓降與負(fù)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(xué)設(shè)計(jì)可避免由于散熱不良造成的失敗和損壞。
過流、過壓保護(hù)
在繼電器使用時(shí)，因過流和負(fù)載短路會(huì)造成SSR固態(tài)繼電器內(nèi)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(guān)予以保護(hù)型(選擇繼電器應(yīng)選擇產(chǎn)品輸出保護(hù)，內(nèi)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(guān)，是通用的過電流保護(hù)方法。快速熔斷器可按額定工作電流的1.2倍選擇，一般小容量可選用保險(xiǎn)絲。特別注意負(fù)載短路，是造成SSR產(chǎn)品損壞的主要原因。
感性及容性負(fù)載，除內(nèi)部RC電路保護(hù)外，建議采用壓敏電阻并聯(lián)在輸出端，作為組合保護(hù)。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(hù)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(jī)變壓器應(yīng)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(shí)可選用800V-900V壓敏電阻。
輸入回路
SSR按輸入控制方式，可分為電阻型、恒流源和交流輸入控制型。如今主要提供的，是供5V TTL電平用電阻輸入型。使用其他控制電壓時(shí)，可相應(yīng)選用限流電阻。SSR輸入屬于電流型器件，當(dāng)輸入端光耦可控硅*導(dǎo)通后(微秒數(shù)量級(jí))，觸發(fā)功率可控硅導(dǎo)通。當(dāng)激勵(lì)不足或斜波式的觸發(fā)電壓，有可能造成功率可控硅處于臨界導(dǎo)通邊緣，并造成主負(fù)載電流流經(jīng)觸發(fā)回路引起的損壞。 在使用時(shí)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(shí)，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(hào)不超過其額定參數(shù)值。
例如：基本性能測(cè)試電路，輸入為可調(diào)電壓源，測(cè)試負(fù)載用100W燈泡，輸入觸發(fā)信號(hào)應(yīng)為階躍邏輯電平，強(qiáng)觸發(fā)方式。國(guó)外廠商提供的器件標(biāo)準(zhǔn)電流為10mA，考慮到全溫度工作范圍(-40~+70℃)，發(fā)光效率穩(wěn)定和抗干擾能力，推薦最佳直流觸發(fā)工作電流在12~25mA之間。
SSR輸入端可并聯(lián)或串聯(lián)驅(qū)動(dòng)。串聯(lián)使用時(shí)，一個(gè)SSR按4V電壓考慮，12V電壓可驅(qū)動(dòng)3個(gè)SSR。在具體使用時(shí)，控制信號(hào)和負(fù)載電源要求穩(wěn)定，波動(dòng)不應(yīng)大于10%，否則應(yīng)采取穩(wěn)壓措施。
干擾
在安裝使用時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電磁干擾，射頻干擾源，以防繼電器誤動(dòng)失控。SSR產(chǎn)品也是一種干擾源，導(dǎo)通時(shí)會(huì)通過負(fù)載產(chǎn)生輻射或電源線的射頻干擾，干擾程度隨負(fù)載大小而不同。白熾燈電阻類負(fù)載產(chǎn)生的干擾較小，零壓型在交流電源的過零區(qū)(即零電壓)附近導(dǎo)通，因此干擾也較小。減少的方法是在負(fù)載串聯(lián)電感線圈。另外，信號(hào)線與功率線之間，也應(yīng)避免交叉干擾。
安全及其他
固態(tài)繼電器開路且負(fù)載端有電壓時(shí)，輸出端會(huì)有一定的漏電流，在使用或設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意防止觸電。固態(tài)繼電器失效更換時(shí)，應(yīng)盡量選用原型號(hào)或技術(shù)參數(shù)*相同的產(chǎn)品，以便與原應(yīng)用線路匹配，保證系統(tǒng)的可靠工作。
