原标题："固态接触器的工作原理及接线图（20个固态继电器的应用详解）"关于路由器的知识分享。 - 素材来源网络 编辑:kaka。

1 、什么是固态继电器，有什么优缺点？

固态继电器（亦称固体继电器）英文名称为SolidState Relay，简称SSR。它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。

2、固态继电器可应用于哪些场合？

固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置，电炉加热恒温系统，数控机械，遥控系统、工业自动化装置；信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机；自动消防，保安系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等，另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。

3、固态继电器可分为哪些类型？

交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型（简称过零型）和随机导通型（简称随机型）；按输出开关元件分有双向可控硅输出型（普通型）和单向可控硅反并联型（增强型）；按安装方式分有印刷线路板上用的针插式（自然冷却，不必带散热器）和固定在金属底板上的装置式（靠散热器冷却）；另外输入端又有宽范围输入（DC3－32V）的恒流源型和串电阻限流型等。

4、过零型SSR与随机型SSR的区别

当输入端施加有效的控制信号时，随机型SSR输出端立即导通（速度为微秒级），而过零型SSR则要等到负载电压过零区域(约±15V)时才开启导通。当输入端撤消控制信号后，过零型和随机型SSR均在小于维持电流时关断。虽然过零型SSR有可能造成最大半个周期的延时，但却减少了对负载的冲击和产生的射频干扰，成为理想的开关器件，在“单刀单掷”的开关场合中应用最为广泛。随机型SSR的特点是反应速度快，它可以控制移相触发脉冲达到方便地改变交流电网电压，从而应用于精确地调温、调光等阻性负载及部分感性负载场合。

5、过零型SSR与随机型SSR在用途上有什么区别？

6、双向可控硅输出的普通型与单向可控硅反并联输出的增强型的区别

在感性负载的场合，当SSR由通态关断时，由于电流、电压的相位不一致，将产生一个很大的电压上升率dv/dt（换向dv/dt）加在双向可控硅两端，如此值超过双向可控硅的换向dv/dt指标(典型值为10V/μs)则将导致延时关断，甚至失败。而单向可控硅为单极性工作状态，只受静态电压上升率dv/dt(典型值为100V/μs)影响，由两只单向可控硅反并联构成的增强型SSR比由一只双向可控硅构成的普通型SSR的换向dv/dt有了很大提高，因此在感性或容性负载场合宜选取增强型SSR。

7、如何判断固态继电器是否已经损坏？

一般情况下，万用表不能判别SSR的好坏，正确的方法采用图1-2的测试电路：当输入电流为零时，电压表测出的电压为电网电压，电灯不亮（灯泡功率须25W以上）；当输入电流达到一定值以后，电灯亮，电压表测出的电压为SSR导通压降（在3V以下）。（请初次使用者务必注意：因SSR内部有RC回路而带来漏电流，因此不能等同于普通触点式的继电器、接触器，请参考后面的注意事项）。

8、固态继电器（或其他功率模块）一定需要配散热器吗?

是的。除了电流小于6A的单相固态继电器以外，所有功率模块都需要选用合适的散热器配合使用。

9、固态继电器的发热及散热器的选择

固态继电器的发热及散热器的选择

对三相固态继电器、三相交流调压模块，其实际负载电流应为三相实际负载电流之和。

2：对于单相全控整流模块
发热量=实际负载电流（安培）×3.0瓦/安培。

散热器的作用就是把固态继电器或模块产生的热量散发出去，散热效果不但跟散热器的大小有关，还跟环境温度（季节）、通风条件（自然冷却或强迫冷却及风量大小）以及安装密度等因素均有关。散热效果的参考标准：使固态继电器或模块的底板（与散热器接触面）温度不得超过80℃。因此实际应用中可在散热器安装面靠近固态继电器或模块的边缘处（20mm以内）安装一只75℃的温度开关（带一对常闭触点），把固态继电器或模块的控制信号串入这对常闭触点，这样当检测点温度超过75℃时，常闭触点跳开，切断控制信号，强迫关闭固态继电器或模块的输出，使其得到保护。一般在每相实际电流超过50A、安装密度大、环境温度高的地方，最好采用温度开关保护。

选用散热器除考虑上述因素外，还要考虑固态继电器或模块本身体积与散热器能否相配，以及散热器在机柜中的安装空间。但最终要保证即使在最恶劣情况下固态继电器或模块的底板温度也不得超过80℃。

10、在散热器上安装功率模块的要点

固态继电器与散热器安装面间须涂一薄层导热硅脂。

11、固态继电器或其他功率模块适用的电网频率

固态继电器SSR适用于50Hz或60Hz的工频电网上，不宜于低频或高次谐波分量大的场合，如变频器输出端有多组负载需要分别切换，采用SSR作为开关则可能由于高次谐波使其不能可靠关断，并且高次谐波还可能使SSR内部的RC吸收回路因过热而炸裂。

12、三相固态继电器与三只单相单相固态继电器选择

三相固态继电器（SSR）均为过零型，即三相SSR只能作“开关”，不能作“调压”。实际上三相SSR是把三个单相SSR做在一起，并用一个输入端控制。对实际负载电流不大的场合，三相SSR使用起来比较方便，但电流大时发热亦大，这时使用三只单相SSR更为可靠（因三只单独分开比集中在一起散热效果好，控制方法：三个输入端可串联或并联），另外如负载短路造成SSR损坏，三只单相SSR（一般损失一到二只）比一只三相SSR的损失要小。

13、交流调压模块能用于电机调速吗?

有许多朋友希望用调压模块实现电机调速的目的，通常情况下交流电机需用变频器调速。只有风机、泵机类电动机等软特性负载、或者力矩电机场合可通过调压来实现调速。

14、交流调压模块与降压变压器间在使用上的区别

负载额定电压低于电网电压时，有许多客户常常希望用调压模块去替代体大、笨重、价高的降压变压器（次级为低电压大电流）来实现其降压、调压的目的，这样是否可行是根据不同场合而定的。交流调压模块是利用斩波实现调压的，对于大变比的调压往往是不可行的，例如单相负载的额定电压为36VAC、额定电流为50A，要求在0V-36VAC内调压。如果用单相交流调压模块如（220V、120A）直接接到220VAC电网上去调压，因为输出36VAC电压时对应于调压模块内部可控硅的导通角为140°-180°和320°-360°，这两个小区域不可能输出50A电流，因为调压模块的120A是内部可控硅导通0°-360°的电流。

并且即使采用增大调压模块的电流等级，来达到输出低电压大电流的方案，对负载和模块也不安全可靠，因为对负载而言，电网电压高于负载额定电压，一旦控制调压模块的输入信号产生失误，则输出电压大于负载额定电压，将导致负载因过压击穿或过流损坏，对模块而言，则产生过流烧毁。正确的方法应采用调压模块和变压器结合起来使用，如低电压大电流负载（单相或三相）的控制方式：先采用调压模块调压，再采用变压器降压

15、单相交流调压可选用哪些产品模块？

单相交流调压场合，有多种模块组合可以实现，推荐次序如下：

（1）全隔离单相交流调压模块。

（2）随机型固态继电器与随机型SSR移相触发器模块、同步变压器组成的调压系统。

（3）可控硅移相触发器模块与可控硅、同步变压器组成的调压系统。

（4）R系列固体调压器（只能用于低要求不隔离手动调节的温控场合）。

【特别注意】：(1)、(2)、(3)的次序亦适合于半波控制场合(只对电网正半周调压，典型应用于电振机)

16、三相交流调压可选用哪些产品模块？

三相交流调压场合，有多种模块组合可以实现，推荐次序如下：

（1）固态继电器三相移相触发器模块（连三相同步变压器块）与三只单相随机型固态继电器组成的调压系统。

（2）全隔离三相交流调压一体化模块（连三相同步变压器模块）。

（3）三相调压单硅移相触发器模块（连三相同步变压器模块）加三组反并联单向可控硅组成的调压系统；或三相调压双硅移相触发器模块（连三相同步变压器模块）加三只双向可控硅组成的调压系统。

【特别注意】：三相负载为星型接法时中心点一般以不接地（不接中心线）为好，如必须接地也可；另外调压器件与三相电网（380伏）间有隔离（降压）主变压器时，客户须声明主变压器原副边的额定电压，否则不能直接使用下面的方案——而需定制同步变压器模块或相关器件。

17、交流整流可选用哪些产品模块？

1、单相整流场合，推荐次序如下：

（1）全隔离单相桥式全控整流模块加同步变压器。

（2）单相双路可控硅移相触发器模块与同步变压器、单相半控全桥组成的调压系统。

【特别说明】当直流负载额定电压较低时，要求先用变压器降低交流进线电压，再采用整流调压。例如直流负载额定电压为30VDC，要求在0-30VDC范围内调压，可采用220VAC/40VAC的变压器降压，再用单相桥式整流模块整流调压，而不能仅用单相整流模块对220VAC进线电压整流调压（0-30VDC）。

2、三相整流场合，推荐次序如下：

（1）三相全控整流移相触发器模块（连三相同步变压器模块）与‘三相全控全桥’组成的三相全控整流电路。

（2）三相半控整流移相触发器模块（连三相同步变压器模块）与‘三相半控全桥’组成的三相半控整流电路。

【特别注意】：“三相桥”与三相电网（380伏）间有隔离（降压）主变压器时，客户须声明主变压器原副边的额定电压，否则不能直接使用下面的方案——而需定制同步变压器模块或触发器模块。

18、RC吸收回路和断态漏电流

19、固态继电器电压等级的选取及过压保护

当加在固态继电器交流两端的电压峰值超过SSR所能承受的最高电压峰值时，固态继电器内的元件便会被电压击穿而造成SSR损坏，选取合适的电压等级和并联压敏电阻可以较好地保护SSR。

a、交流负载为220V的阻性负载时可选取220V电压等级的SSR。

b、交流负载为220V的感性负载或交流负载为380V的阻性负载时可选取380V电压等级的SSR。

c、交流负载为380V的感性负载时可选取480V电压等级的SSR（480V等级的SSR还具有更高的静态dv/dt指标）；其他要求特殊、可靠性要求高的场合如电力补偿电容器切换、电动机正反转等均须选取480V电压等级的SSR。

d、交流负载的电压小于100VAC以下场合时，选择固态继电器最好向我公司咨询定制。

20、固态继电器电流等级的选取及过流保护

过流（最严重的情况为负载短路）是造成SSR内部输出可控硅永久性损坏的最主要原因。快速熔断器和空气开关是过流保护方法之一，小容量SSR也可选用保险丝；许多负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流，由于散热不及，浪涌电流与过流一样也是造成SSR内部输出可控硅损坏的最主要原因之一。因此选取固态继电器时，保证一定的电流余量是极其重要的。

a、阻性负载时，选取SSR的电流等级宜大于等于2倍的负载额定电流。

b、负载为交流电动机时，选取SSR的电流等级须大于等于6-7倍的电动机额定电流。

c、交流电磁铁、中间继电器线保、电感线圈等负载时，选取SSR的电流等级宜大于等于4倍的负载额定电流，变压器时要求大于等于5倍变压器初级额定电流，特种感性、容性负载则应根据实际经验还须放大SSR的电流余量。

d、电力补偿电容器类负载时，选取SSR的电流等级须大于5倍的负载额定电流。

【特别注意】：由于SSR内部的可控硅在负载短路时的过流烧毁速度与快速熔断器的熔断速度在同一数量级内，故快速熔断器并不能百分之一百地保护SSR。选取快速熔断器的电流等级的原则为略大于最大负载电流，而固态继电器的电流等级则尽可能大，这样快熔就能比较可靠地保护SSR。电动机、电力补偿电容器类负载因有很大的开启冲击电流，故宜选取空气开关作保护。空气开关分“慢速”和“快速”两类：“慢速”类主要应用于如电动机、电力电容器等有很大启动冲击电流的负载；“快速”类主要应用于阻性、其他感性类负载。空气开关的保护速度低于快熔，因此在负载短路时也不能百分之一百地保护SSR

电流变压器可以被用来为执行功率测量和控制的测量和控制电流，以及完成安全保护和限制电流的任务。也可以用来监测电流达到规定的水平时发生的电路事故。从50Hz/60Hz的电源线工频频率到开关模式变压器的几百kHz的高频范围内，监测电流是必需的。《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》

使用电流变压器的目的与要求是电流变换而不是电压比率。电流比率是与电压比率相反的。这使我们想到关于变压器的输出功率Pout（=输入功率Pin―变压器的功率损耗）。鉴于此，让我们假设所掌握的是理想的无损耗变压器，即其Pout=Pin。功率是电压×电流的乘积，而且乘积在电路的输出端和输入端是的。这意味着1∶10的升压变压器电压升至原边电压的十倍，而导致了输出电流减少到原边电流的十分之一。这是发生在电流变压器中的。变压器有1匝初级绕组和10匝次级绕组，则在初级绕组上的每1安培电流将致使在次级绕组上只有整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》

    我们可以怎样这种变压器知识来产生有用的产品呢？正常下，工程师对次级绕组产生的输出电流与初级绕组的电流成比例。十分的是，这一输出是以伏特为单位的每安培初级电流的输出。监视输出电压的设备可以定标，以在电压值达到规定的量级时产生所的结果。《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》

    负载跨接于次级所产生的输出电压成比例于电阻值，这建立在流经该电阻的总电流值基础上。1∶10匝数比率的变压器产生10∶1的电流比率，故负载电阻可以被选择用来产生我们所要求的电压。在初级中的电流是1A，则在次级产生的电流是整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》

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许多电压变压器得到所要求的输出电压和补偿损耗，可以匝数比率。匝数比率或的匝数不涉及主要终端用户，仅仅与电压输出值和的匝数以它损耗参数有关。电流变压器，用户知道电流比率，以便正确使用变压器。以“每安培”为单位的有关电流的知识是使用电流变压器的知识基础。十分经到的是，终端用户提供的是存在导线通过变压器中心的初级绕组。他们知道次级匝数以确定其输出电流。通常，在设计参数一览表中，变压器的匝数是使用的技术要求提出来的。
    具备了这些知识，用户选择负载电阻值以得到他们所要求的输出电压。在1∶10匝比的电流变压器中，初级电流为1A时则有整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》

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在选择负载电阻时，工程师可以建立任意的每安培输出电压(Voutpot/A)，只要不造成磁芯饱和。在确定使用电流变压器时，磁芯饱和电平是重要的考虑因素。磁芯的最大“伏特―微秒”乘积的规定可以磁心不饱和。负载电阻是控制输出电压的因数之一。在给定的频率上，可以限制获得电压的总量。频率f是周期时间C的倒数(f=1/C)。频率f太低（即周期间隔时间太长），则电压―时间乘积将超过磁芯磁通量的容量，磁芯将会产生饱和。存在于磁芯中的磁通量是正比于电压×周期时间的。大多数技术条件可以提供跨接于负载电阻的电流变压器的最大“伏特―微秒”乘积。超过电压的太大的负载电阻将造成变压器饱和和限制了电压。
    在工作时间内，负载电阻被切断被接通将会发生什么呢？结果是输出电压将尽力使图增长，以提升电流直到在该频率时线圈的电压达到饱和。，电压将停止上升，变压器不同增添额外的电感来激励电流。，在没有负载电阻时，在工作频率上，电流变压器的输出电压其饱和电压。
在电流变压器中存在着影响效率的因数。达到精度，输出电流必需是输入电流除匝数比率。可是遗憾的是，在电流变压器中，不是的电流被转移了，电流的一部分没有被变换到次级，而是被电感支路的电阻分流和被磁芯电阻损耗了。通常下，变压器的电感值有助于主要电流支路转移输出电流。这为什么要采用高磁导率磁芯以获得最大电感值和将电感电流减到最小的重要原因。准确的匝数比率能保证产生期望的次级电流和期望的精度。图3示出了变换的电流小于输入电流：
大概是什么因素影响变压器监测其电流呢？称作负载的器件加入到电路中时监测变压器的电流。在测量变压器电流中，测量的器件都会改变电路。例如，连接一个电压表到电路中后，和与电表加入之前比较，将引起电压的变化。但是，这种影响很小甚至不产生影响；与加入仪表之前存在的电压比较，我们读不出电压的变化，这也是电流变压器的一种真实。次级上的负载电阻反射到初级要乘1/N2，这种所提供的电阻与初级电流串联。当电路中不存在变压器时，例如是采用临时的测量设备，当你关心有关的电流时，影响通常是最小的，也通常是唯一重要的。
我们应注意到图3电路中的四个损耗功率的元件：初级回路的电阻(PRIDCR)、磁心损耗电阻(Rcore)、次级的DCR(RDCR)被减小为1/N2。这些损耗影响着电流源(I)。电阻对电流变压器的精度具有间接影响。对电路的影响监测出来的变化的电流。初级的直流电阻(PRIDCR)和次级的DCR/N2(RDCR/N2)对于输入电流Iinput的读数没有间接作用，说只影响到电流值的读数精度。与其按说法，倒不如这样说，在电路中不存在电流变压器，将由直流电阻和次级的反射电阻变更电流。存在负载电阻是例外，这些损耗功率的电阻是影响变压器损耗和发热的元件。
    电路中所浪费的能量与在电路监测中功率比较通常是很小的。下，变压器的设计和负载电阻的选择是在末端用户可以允许的最大能量损耗范围之内的。电池组工作的器件进入到广阔的应用领域和其功率消耗将对与功率有关的能量危机均等产生影响。在这种下，可以采用专门的设计以维护功率的消耗。《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》

    用电流变压器来测量电流是有效的途径。负载电阻按1/N2被反射到初级，可以发现，该电阻值在被监测的电路中是很小的。这就可以让高电压对被测量电路的输出产生最小的影响。用简单的和低成本的方法测量电流是概念电阻以串联方法与电流连接。《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》

但是，这种方法只能被用于功率消耗与次级有关系时。随着用电池组供电器件的更频繁使用和通行的要求减小功率消耗，电流变压器额外浪费的功率可以立即随使用补偿。也说，有大电流或幅值的电压要求时，概念电阻将不实用。《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》