固態繼電器的結構及工作原理

固態繼電器的結構及工作原理

   固態繼電器（SSR）是一種完全由固態電子元件組成的新型非接觸式開關器件，它利用電子元件（如開關晶體管、雙向晶閘管等半導體器件）的開關特性，達到無物理接觸和火花的導通和關斷電路的目的， 所以它也被稱為“非接觸式開關”。

固態繼電器由三部分組成：輸入電路、隔離（耦合）和輸出電路

根據輸入電路的類型，輸入電路可分為直流輸入電路、交流輸入電路和AC/DC輸入電路。一些輸入電路還支持TTL/CMOS，具有正負邏輯控制和反轉功能，更容易與TTL/CMOS電路連接。

對于具有固定控制電壓的控制信號，使用電阻輸入電路。控制電流保證大于5mA，對于大范圍變化的控制信號（如3~32V）是采用恒流電路，保證電流在整個電壓變化范圍內在5mA以上可靠運行。

隔離（耦合）

對于固態繼電器，有兩種方法可以隔離和耦合輸入和輸出電路：光電耦合和變壓器耦合。光電耦合通常采用光電二極管-光電晶體管、光電二極管-雙向光控晶閘管、光伏電池來實現控制側與負載側之間的隔離控制;高頻變壓器耦合是利用輸入控制信號產生的自激高頻信號耦合到次級，經過檢測和整流，邏輯電路處理后形成驅動信號。

輸出電路

固態繼電器（SSR）的電源開關直接連接到電源和負載端子，實現負載電源的開關。主要采用大功率晶體晶體管（開關晶體管）、單向晶閘管（晶閘管或SCR）、雙向晶閘管（可控硅）、功率場效應晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。

固態繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路、交流輸出電路和交直流輸出電路。根據負載類型，可分為直流固態繼電器和交流固態繼電器。對于直流輸出，可以使用雙極器件或功率場效應晶體管。對于交流輸出，通常使用兩個晶閘管或一個三端雙向可控硅。交流固態繼電器可分為單相交流固態繼電器和三相交流固態繼電器。交流固態繼電器按開啟和關閉的時間可分為隨機交流固態繼電器和過零交流固態繼電器。