上海申思特自动化设备有限公司

德国PILZ皮尔兹继电器的操作使用

如何使用户的驱动电路与固态继电器的输入特性相匹配

一般来讲，固态继电器的输入控制电压为3.2—32V。控制电流为5—30mA.通常1—2的SSR输入回路不是恒流源电路，输入控制电压为4—16V。控制电流为5—20mA.较大额定电流的SSR输入电路均接有恒流源电路。输入控制电压在3.2—32V均可。在三相电路里，如果用户将三个SSR的输入端串联的话，那么希望提供大于12V的控制电压；如果将三个SSR的输入端并联使用的话，那么驱动电流要保证50mA。单个SSR使用，驱动电流不要设计在4—5mA的临界状态下至少要大于6mA。

安装方法

卧式W型、立式L型，体积小适用于印制板直接焊接安装。立式L2型，既能适合于线路板焊接安装，也能适用于线路板上插接安装。在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，因引线端子为高导热材料制成，焊接时应在温度小于250℃、时间小于10S的条件下进行，如考虑周围温度的原因，必要时可考虑降额使用，一般将负载电流控制在额定值的1/2以内使用。

K型及F型，适合散热器及仪器底板安装。大功率SSR(K型和F型封装）安装时，应注意散热器接触面应平整，并需涂复导热硅脂（美宝T-50）。安装力矩愈大,接触热阻愈小。大电流引出线，需配冷压焊片，以减少引出线接点电阻。

操作方法

输入回路

固态继电器按输入控制方式，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5VTTL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。SSR输入属于电流型器件，当输入端光耦可控硅*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。

例如：基本性能测试电路，输入为可调电压源，测试负载用100W灯泡，输入触发信号应为阶跃逻辑电平，强触发方式。国外厂商提供的器件标准电流为10mA，考虑到全温度工作范围（-40~+70℃），发光效率稳定和抗干扰能力，推荐直流触发工作电流在12~25mA之间。

SSR输入端可并联或串联驱动。串联使用时，一个SSR按4V电压考虑，12V电压可驱动3个SSR。在具体使用时，控制信号和负载电源要求稳定，波动不应大于10%，否则应采取稳压措施。

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。SSR产品也是一种干扰源，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。

主要问题

固态继电器开路且负载端有电压时，输出端会有一定的漏电流，在使用或设计时应注意防止触电。固态继电器失效更换时，应尽量选用原型号或技术参数*相同的产品，以便与原应用线路匹配，保证系统的可靠工作。

过热

SSR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。

固态继电器发热原因：

固态继电器即在正常工作的时候，在其内部芯片上存在一定的功率损耗，这个损耗功率主要由固态继电器输出电压降与负载电流乘积决定，以发热的形式消耗掉。因此散热的好坏直接影响到固态继电器工作的可靠性，优良的热学设计可避免由于散热不良造成的失败和损坏。

过流过压在继电器使用时，因过流和负载短路会造成SSR固态继电器内部输出可控硅损坏，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。

继电器技术参数

固态继电器的关键技术参数有：

输入电压范围

在环境温度25'c下，固态继电器能够工作的输入电压范围。

输入电流

在输入电压范围内某一特定电压对应的输入电流值。

接通电压

在输入端加该电压或大于该电压值时，输出端确保导通。

关断电压

在输入端加该电压或小于该电压值时，输出端确保关断。

反极性电压

能够加在继电器输入端上，而不应起破坏的大允许反向电压。

额定输出电流

环境25'C时的大稳态工作电流。

额定输出电压

能够承受的大负载工作电压。

输出电压降

当继电器处于导通时，在额定输出电流下测得的输出端电压。

输出漏电流

当继电器处于关断状态施加额定输出电压时，流经负载的电流值。

接通时间

当继电器接通时，加输入电压到接通电压开始至输出达到其电压终变化的90%为止之间的时间间隔。

关断时间

当继电器关断时，切除输入电压到关断电压开始至输出达到其电压终变化的10%为止之间的时间间隔。

过零电压

对交流过零型固态继电器，输入端加入额定电压，能使继电器输出端导通的大起始电压。

大浪涌电压

继电器能承受的而不致造成损坏的非重复浪涌（或过载）电流。

电器系统峰值

在继电器工作状态继电器输出端能够承受的大迭加的瞬时峰值击穿电压。

电压指数上升率dv/dt

继电器的输出元件能够承受的不使其导通的电压上升率。

工作温度

继电器按规范安装或不安装散热板时，其正常工作的环境温度范围。

技术术语

环境温度范围：

固态继电器正常工作时周围空气温度极限，通常给出工作和贮存两种条件下的温度值，大温度还受散热器和功率因素的限制。

介质耐压（单位：V)

固态继电器输入端与输出端，输入端、输出端散热底板之间能承受的大电压值。注意：不允许测量同一输入（或输出）电路引出端之间的介质耐压，测量之前应先将它们短路。

绝缘电阻（单位：MΩ）：

固态继电器输入端与输出端，输入端、输出端散热底板之间施加500VDC的电压测量的电阻值。注意：不允许测量同一输入（或输出）电路引出端之间的绝缘电阻，测量之前应先将它们短路。

电气系统峰值（单位：V）：

在规定的环境条件下，固态继电器输入端开路，在输出端的额定输出电压之上迭加特定波形和能量的电压，试验一分钟。试验后固态继电器仍符合规定。

关断时间（单位：ms):

从切除常开型固态继电器输入端电压达到保证关断电压开始至输出端电压达到其电压终变化90%为止的时间间隔。

导通时间（单位：ms):

从施加于常开型固态继电器输入端电压达到保证接通电压开始到输出端电压达到其电压终变化的90%为止的时间间隔。

输出端漏电流（单位：mA):

在输入端没有施加导通控制信号的情况下，流过输出端之间大（有效值）断态漏电流。通常是指整个温度范围内在大的输出额定电压下的值。该值主要是输出端缓冲器产生。

大通态电压降（单位：V):

在规定的环境温度下，输出端满负载电流跨于输出端两端所呈现的大（峰值）电压降。

瞬态过压（单位：PIV):

固态继电器在维持其关断状态的同时，能够承受而不致造成损坏或失误的允许施加电压的大偏离。超过该瞬态电压可以使固态继电器导通，若满足电流条件则是非破性的。瞬态持续时间一般不做规定，可以在几秒的数量级，受内部偏值网络功耗或电容器额定值的限制。

小断态dv/dt（静态）（单位：V/us):

在没有施加导通控制信号时，固体继电器输出端（交流）能够承受不致导通的电压上升率。通常表达为大额定电压下的小电压上升率。

大重复性导通电压峰值（单位；VRMS）：

在施加导通控制信号半周之后，在每一后续半周即要导通之前，跨于输出端两端所呈现的大（峰值）断态电压。这一参数对具有或不具有“零导通”特点的固态继电器同样适用。

大过零导通电压（单位：VRMS）（也称过零电压）：

在施加导通控制信号之后，在每一后续半周即要导通之前，跨于输出端两端所呈现的大（峰值）断态电压。

功耗（在额定电流下）（单位：W）：

主要由于输出半导体有效电压降（功耗）而产生的大平均功耗。

大I2t（选择熔丝用）（单位：A2s）：

固态继电器承受大非重复性脉冲电流的能力，用于熔丝的选择。

大过流(单位：A）：

在规定持续时间不允许流过的大瞬时电流，通常以1秒的有效值来表述。

大浪涌电流（非重复性）（单位：A）：

在规定持续时间不允许流过的大瞬时电流，持续时间的典型值为交流电的一个周期（10ms）通常规定为峰值以及电流对时间的曲线。

小负载电流（单位：mA）：

固态继电器执行规定工作所必须的小负载电流。它一般与大负载电流一并作为“工作电流范围”列出。

大负载电流（单位：A）：

在规定的环境温度下，固态继电器的大稳态负载电流能力，它还受散热器和环境温度条件的散热限制。

输出电压范围（单位：V）：

在规定的环境温度下，施加于输出端的电压范围，在该范围固态继电器继续处于关断或切换状态，或换句话说执行规定的状态。线路的频率值或包括在内，或单位指明（交流）。

小输入阻抗（单位：Ω）：

在给定电压下的小阻抗。作为输入电流的替代或补充，它确定输入功率要求。

反极性电压（仅适用于直流输入）（单位；V）：

在规定的环境温度下，能够加在固态继电器输入端上而不致造成固态继电器损坏的大允许反向电压。该值一般确定为输入电压的上限值。

输入电流（单位：mA）：

在规定的环境温度下，施加规定的输入电压于固态继电器输入端，流入其输入回路的电流值。

保证关断电压（单位：V）：

在规定的环境温度下，施加于输入端，当输入在该值或该值之下时能保证输出端处于关断状态的电压。

保证接通电压（单位：V）：

在规定的环境温度下，施加于输入端，当输入在该值或该值之上时能保证输出端处于导通状态的电压。

输入电压范围（单位；V）：

在规定的环境温度下，施加在输入端，使输出端维持“导通”状态的电压范围。一般情况下直流输入有：3-32VDC恒流输入型和3-14VDC、10-40VDC阻性输入型。交流输入有：90-280VAC输入型。输入电压的下限即为所谓的保证接通电压，输入电压的上限即所谓的反极性电压（仅适用于直流输入）。