使用固态继电器的注意事项

使用固态继电器的注意事项

用户在使用固态继电器时应注意固态继电器性能参数和负载能力合理选择，下面从四个方面介绍固态继电器在使用过程中应注意的事项：

1、负载类型，输出电流和浪涌电流

使用中流过继电器输出端的稳态电流不得超过产品详细规范规定的相应温度下的额定输出电流，可能出现在浪涌电流不得超过继电器的过负载能力，用户在选用固体继电器时，必须考虑继电器在保证稳态工作的前提下，能够承受这个浪涌电流。

下面给出考虑负载浪涌电流和继电器过负载能力后，常温下各种负载的稳态电流对固态继电器额定输出电流的降额系数的推荐值。

负载类型电阻电热白炽灯交流电磁铁变压器单相电机三相电机

降额系数10.80.50.50.50.12～0.240.18～0.33

举例：设固态继电器负载为电磁铁，电磁铁工作电流为1.4A ，根据降额系数，计算出额定电流值1.4A/0.5=2.8A，留一点余量，选择3A的固态继电器较合适。

2、输出电压、瞬态电压和DV/DT

直流固态继电器只适用于控制直流电源和负载，交流固态继电器只适用于控制交流电源和负载交流直流通用（双向）固态继电器可适用于交流、直流和双向方波的控制。

负载电源的电压不能超过继电器的额定输出电压，也不能低于规定的最小输出电压，可能加至继电器输出端的最大电压峰值，一定要低于继电器的瞬态电压值。

切换交流电感负载，单相电机和三相电机负载，或这些负载电器上电时，继电器输出端可能出现两倍于电源电压峰值的电压。

对感性和容性负载，当交流固体继电器在零电流关断时，电源电压不为零，并且以较大的DV/DT值加至继电器的输出端，因此应选用DV/DT高的继电器。

3、输入特性

阻性输入固态继电器的输入电压一般可分为两档，适应低电压输入信号的10-30V，还有是输入电压范围较大的恒流输入固体继电器，范围在3-32V，固态继电器的输入电流一般在10MA左右，可与TTL电路兼容。

4、其它特性

包括固态继电器的输出电压降，输出漏电流，零点交流，绝缘电阻，介质耐压等电气特性。所在固态继电器都具有零和非过零两种方式，非过零请助用户注明，选用固态继电器要留有余量预防负载短路，应选用适量快速熔断器，在控制感性负载时，一定要考虑负载的启动特性，在控制感性负载时，一定要考虑负载的启动特性，电流大于40A时，需加风扇强冷或水冷，风速大于6米/秒。

说明：

1、负载10A及以上，必须安装散热器，40A以上加风扇强冷或水冷。

负载的选择：对一般的负载应是没有问题的，但也必须考虑一些特殊的负载条件，以避免过大的冲击电流和过电压，对器件性能造成不必要的损坏。白炽灯、电炉等类的“冷阻”特性，造成开通瞬间的浪涌电流，超过额定工作电流值数倍。一般普通型可按电流值的2/3选用。增强型，可按厂商提供的参数选用。在恶劣条件下的工业控制现场，建议留有足够的电压、电流余量。 

某些类型的灯，在烧断瞬间会出现低阻抗。气化和放电通道以及容性负载，如切换电容器组或电容器电源，会造成类似短路状态。可在线路中进一步串联电阻或电感，作为限流措施。电机的开启和关闭，也会产生较大的冲击电流和电压。中间继电器、电磁阀吸合不可靠时引起的抖动，以及电容换向式电机换向时，电容电压 和电源电压的叠加会在SSR两端产生二倍电源的浪涌电压。 

控制变压器初级时，也应考虑次级线路上的瞬态电压对初级的影响。此外，变压器也有可能因为两个方向电流不对称，造成饱和引起的浪涌电流异常现象。上述情况，使SSR在特殊负载的应用，多少变得有点复杂。可行的办法，就是通过示波器去测量可能引起的浪涌电流和电压，从而选用合适的SSR和保护措施。 

被控负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流，由于热量来不及散发，很可能使SSR内部可控硅损坏，所以用户在选用继电器时应对被控负载的浪涌特性进行分析，然后再选择继电器。使继电器在保证稳态工作前提下能够承受这个浪涌电流，选择时可参考表2各种负载时的降额系数（常温下）。 

一般在选用时遵循上述原则，在低电压要求信号失真小可选用采用场效应管作输出器件的直流固态继电器；如对交流阻性负载和多数感性负载，可选用过零型继电器，这样可延长负载和继电器寿命，也可减小自身的射频干扰。如作为相位输出控制时，应选用随机型固态继电器。 

过热问题：在导通时，元件将承受P=V（管压降）×I（负载）的耗散功率，其中V有效值和I有效值分别为饱和压降和工作电流的有效值。固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大，需依据实际工作环境条件，严格参照额定工作电流时允许的外壳温升（75℃），合理选用散热器尺寸或降低电流使用，在安装使用过程中，应保证其有良好的散热条件，否则将因过热引起失控，甚至造成产品损坏。

一般而言，10A以下，可采用散热条件良好的仪器底板，额定工作电流在10A以上的产品应配散热器，30A以下，采用自然风冷，连续负载电流大于30A时，需采用仪器风扇强制风冷，100A以上的产品应配散热器加风扇强冷。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触 ，并考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果。如继电器长期工作在高温状态下（40℃~80℃）时，用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据，考虑降额使用来保证正常工作。 

三相固态继电器 

过流、过压保护：在继电器使用时，因过流和负载短路会造成固态继电器内部输出可控硅永久损坏，可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型（选择继电器应选择产品输出保护，内置压敏电阻吸收回路和RC缓冲器，可吸收浪涌电压和提高dv/dt耐量）；快速熔断器和空气开关，是通用的过电流保护方法。快速熔断器可按额定工作电流的1.2倍选择，一般小容量可选用保险丝。特别注意负载短路，是造成SSR产品损坏的主要原因。 

感性及容性负载，除内部RC电路保护外，建议采用压敏电阻并联在输出端，作为组合保护。金属氧化锌压敏电阻（MOV）面积大小决定吸收功率，厚度决定保护电压值。交流220V的SSR，选用MYH12-430V的压敏电阻；380V选用MYH12-750V压敏电阻；较大容量的电机变压器应选用MYH20或MYH2024通流容量大的压敏电阻。选用原则是220V选用500V-600V压敏电阻，380V时可选用800V-900V压敏电阻。 

输入回路：按输入控制方式，可分为电阻型、恒流源和交流输入控制型。目前主要提供的，是供5V TTL电平用电阻输入型。使用其他控制电压时，可相应选用限流电阻。输入属于电流型器件，当输入端光耦可控硅完全导通后（微秒数量级），触发功率可控硅导通。当激励不足或斜波式的触发电压，有可能造成功率可控硅处于临界导通边缘，并造成主负载电流流经触发回路引起的损坏。 在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时，可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻，以使输入信号不超过其额定参数值。 

干扰：在安装使用时应远离电磁干扰，射频干扰源，以防继电器误动失控。产品本身也是一种干扰源，导通时会通过负载产生辐射或电源线的射频干扰，干扰程度随负载大小而不同。白炽灯电阻类负载产生的干扰较小，零压型在交流电源的过零区（即零电压）附近导通，因此干扰也较小。减少的方法是在负载串联电感线圈。另外，信号线与功率线之间，也应避免交叉干扰。