交流固态继电器的保护措施

交流固态继电器原理、方案选择

交流固态继电 器由三部分组成：输入电路、隔离（耦合）和输出电路组成，按输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。导通类型有过零导通和过零关断两种，本文文介绍的是电压过零导通型（简称过零型）。下图是交流固态继电器的工作原理框图。

图中的部件①-④构成交流SSR的主体，从整体上看，SSR只有两个输入端（A和B）及两个输出端（C和D），是一种四端器件。工作时只要在A、B上加上一定的控制信号，就可以控制C、D两端之间的“通”和“断”，实现“开关”的功能，其中耦合电路的功能是为A、B端输入的控制信号提供-个输入/输出端之间的通道，但又在电气上断开SSR中输入端和输出端之间的（电）联系，以防止输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是“光耦合器”，它动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的绝缘（耐压）等级高;由于输入端的负载是发光二极管，这使SSR的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配，在使用可直接与计算机输出接口相接，即受“1”与“0”的逻辑电平控制。触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路④工作，但由于开关电路在不加特殊控制电路时，将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，为此特设“过零控制电路”。其作用是指当加入控制信号，交流电压过零时，SSR即为通态;而当断开控制信号后，SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点（零电位）时，SSR才为断态。这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染。吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌（电压）对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰（甚至误动作）而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻（压敏电阻器）。

交流固态继电器的保护措施

1、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交流固态继电器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交流固态继电器损坏，选取合适的电压等级和并联压敏电阻可以较好地保护交流固态继电器。

a、交流负载为220v的阻性负载时可选取220v电压等级的交流固态继电器。

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电压等级的交流固态继电器。

c、交流负载为380v的感性负载时可选取480v电压等级的交流固态继电器（480v等级的交流固态继电器还具有更高的静态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电压等级的交流固态继电器。

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。交流固态继电器过压的保护：除交流固态继电器内部本身有rc吸收回路保护外，还可以采取并联金属氧化物压敏电阻（mov），mov面积大小决定吸收功率，mov的厚度决定保护电压值。一般220v系列交流固态继电器可选取500v-600v的压敏电阻，380v系列交流固态继电器可选取800v-900v的压敏电阻，480v系列交流固态继电器可选取1000v-1100v的压敏电阻。

2、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）是造成交流固态继电器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，小容量交流固态继电器也可选用保险丝；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交流固态继电器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，选取交流固态继电器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，选取交流固态继电器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，选取交流固态继电器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交流固态继电器的电流余量。

d、电力补偿电容器类负载时，选取交流固态继电器的电流等级须大于5倍的负载额定电流。

3、交流固态继电器的发热与散热

单相交流固态继电器在导通时的最大发热量按实际工作电流×1.5w/a来计算，在散热设计时，应考虑到环境温度，通风条件（自然冷却、风扇冷却）及交流固态继电器安装密度等因素。固态继电器与散热器安装面间须涂一薄层导热硅脂。

交流固态继电器产生于70年代，其封装形式也与传统电磁继电器基本相同，由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。