相信大家都知道，固態(tài)繼電器是用分離的電子元器件、集成電路(或芯片)及混合微電路技術(shù)結(jié)合發(fā)展起來(lái)的一種具有繼電特性的無(wú)觸點(diǎn)式電子開(kāi)關(guān)。具有壽命長(zhǎng)、可靠性高、開(kāi)關(guān)速度快、電磁干擾小、無(wú)噪聲、無(wú)火花等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用。那么其的應(yīng)用電路有哪些呢?下面一起看看：
1.基本單元電路
如圖1所示為穩(wěn)定的阻性負(fù)載，為了防止輸入電壓超過(guò)額定值，需設(shè)置一限流電阻Rx;當(dāng)負(fù)載為非穩(wěn)定性負(fù)載或感性負(fù)載時(shí)，在輸出回路中還應(yīng)附加一個(gè)瞬態(tài)抑制電路，如圖5b所示，目的是保護(hù)固態(tài)繼電器。通常措施是在繼電器輸出端加裝RC吸收回路(例如：R=150 Ω，C=0.5 μF或R=39 Ω，C=0.1 μF)，它可以有效的抑制加至繼電器的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率dv/dt。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，建議用戶根據(jù)負(fù)載的有關(guān)參數(shù)和環(huán)境條件，認(rèn)真計(jì)算和試驗(yàn)RC回路的選值。另一個(gè)常用的措施是在繼電器輸出端接入具有特定鉗位電壓的電壓控制器件，如雙向穩(wěn)壓二極管或壓敏電阻(MOV)。壓敏電阻電流值應(yīng)按下式計(jì)算：
Imov=(Vmax-Vmov)/ZS
其中ZS為負(fù)載阻抗、電源阻抗以及線路阻抗之和，Vmax、Vmov分別為最高瞬態(tài)電壓、壓敏電阻的標(biāo)稱電壓，對(duì)于常規(guī)的220V和380V的交流電源，推薦的壓敏電阻的標(biāo)稱電壓值分別為440-470V和760-810V。
在交流感性負(fù)載上并聯(lián)RC電路或電容，也可抑制加至SSR輸出端的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率。
但實(shí)驗(yàn)表明，RC吸收回路，特別是并聯(lián)在SSR輸出端的RC吸收回路，如果和感性負(fù)載組合不當(dāng)，容易導(dǎo)致振蕩，在負(fù)載電源上電或繼電器切換時(shí)，加大繼電器輸出端的瞬變電壓峰值，增大SSR誤導(dǎo)通的可能性，所以，對(duì)具體應(yīng)用電路應(yīng)先進(jìn)行試驗(yàn)，選用合適的RC參數(shù)，甚至有時(shí)不用RC吸收電路更有利。
對(duì)于容性負(fù)載引起的浪涌電流可用感性元件抑制，如在電路中引入磁干擾濾波器、扼流圈等，以限制快速上升的峰值電流。
另外，如果輸出端電流上升變化率(di/dt)很大，可以在輸出端串聯(lián)一個(gè)具有高磁導(dǎo)率的軟化磁芯的電感器加以限制。
圖1 基本單元電路
通常SSR均設(shè)計(jì)為“常開(kāi)”狀態(tài)，即無(wú)控制信號(hào)輸入時(shí)，輸出端是開(kāi)路的，但在自動(dòng)化控制設(shè)備中經(jīng)常需要“常閉”式的SSR，這時(shí)可在輸入端外接一組簡(jiǎn)單的電路，如圖5c所示，這時(shí)即為常閉式SSR。
2.多功能控制電路
圖2a為多組輸出電路，當(dāng)輸入為“0”時(shí)，三極管BG截止，SSR1、SSR2、SSR3的輸入端無(wú)輸入電壓，各自的輸出端斷開(kāi);當(dāng)輸入為“1”時(shí)，三極管BG導(dǎo)通，SSR1、SSR2、SSR3的輸入端有輸入電壓，各自的輸出端接通，因而達(dá)到了由一個(gè)輸入端口控制多個(gè)輸出端“通”、“斷”的目的。
圖2b為單刀雙擲控制電路，當(dāng)輸入為“0”時(shí)，三極管BG截止，SSR1輸入端無(wú)輸入電壓，輸出端斷開(kāi)，此時(shí)A點(diǎn)電壓加到SSR2的輸入端上(UA-UDW應(yīng)使SSR2輸出端可靠接通)，SSR2的輸出端接通;當(dāng)輸入為“1”時(shí)，三極管BG導(dǎo)通，SSR1輸入端有輸入電壓，輸出端接通，此時(shí)A點(diǎn)雖有電壓，但UA-UDW的電壓值已不能使SSR2的輸出端接通而處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而達(dá)到了“單刀雙擲控制電路”的功能(注意：選擇穩(wěn)壓二極管DW的穩(wěn)壓值時(shí)，應(yīng)保證在導(dǎo)通的SSR1“+”端的電壓不會(huì)使SSR2導(dǎo)通，同時(shí)又要兼顧到SSR1截止時(shí)期“+”端的電壓能使SSR2導(dǎo)通)。
圖2 多功能控制電路
3.單相交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
圖3為計(jì)算機(jī)控制單相交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接口及驅(qū)動(dòng)電路，在換向控制時(shí)，正反轉(zhuǎn)之間的停滯時(shí)間應(yīng)大于交流電源的1.5個(gè)周期(用一個(gè)“下降沿延時(shí)”電路來(lái)完成)，以免換向太快而造成線間短路。電路中繼電器要選用阻斷電壓高于600 V和額定電壓為380 V以上的交流固態(tài)繼電器。
圖3 單相交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路
為了限制電機(jī)換向時(shí)電容器的放電電流，應(yīng)在各回路中外加一只限流電阻Rx，其阻值和功率可按下式計(jì)算：
Rx=0.2×VP/IR(Ω), P=Im2Rx
其中：VP—電源峰值電壓(V);IR—固態(tài)繼電器額定電流(A);Im—電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流(A);P—限流電阻功率(W)
4.三相交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
圖4計(jì)算機(jī)控制三相交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接口及驅(qū)動(dòng)電路，圖中采用了4個(gè)與非門(mén)，用二個(gè)信號(hào)通道分別控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止和正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，給出指令信號(hào)的順序應(yīng)是“停止—反轉(zhuǎn)—起動(dòng)”或“停止—正轉(zhuǎn)—起動(dòng)”。延時(shí)電路的最小延時(shí)不小于1.5個(gè)交流電源周期。其中RD1、RD2、RD3為熔斷器。當(dāng)電機(jī)允許時(shí)，可以在R1-R4位置接入限流電阻，以防止當(dāng)萬(wàn)一兩線間的任意二只繼電器均誤接通時(shí)，限制產(chǎn)生的半周線間短路電流不超過(guò)繼電器所能承受的浪涌電流，從而避免燒毀繼電器等事故，確保安全性;但副作用是正常工作時(shí)電阻上將產(chǎn)生壓降和功耗。該電路建議采用額定電壓為660 V或更高一點(diǎn)的SSR產(chǎn)品。
圖4 三相交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路
以上就是固態(tài)繼電器的應(yīng)用電路介紹了。固態(tài)繼電器有其獨(dú)特的要求，當(dāng)這些要求被適當(dāng)滿足時(shí)，可使一個(gè)給定的電路設(shè)計(jì)充分利用半導(dǎo)體解決方案所能提供的優(yōu)點(diǎn)。僅就可靠性而言，固態(tài)繼電器在工作壽命方面提供了巨大的改善機(jī)會(huì)，加上其他內(nèi)在的優(yōu)點(diǎn)，使得這種器件成為愈來(lái)愈多應(yīng)用的首選。
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