SSR固態(tài)繼電器與SCR固態(tài)繼電器的對(duì)比分析

　　SSR固態(tài)繼電器用簡(jiǎn)單的電平控制，晶閘管SCR需要用不間斷的脈沖來不斷地觸發(fā)。SSR內(nèi)部包含SCR及其觸發(fā)電路。區(qū)別是：SSR固態(tài)繼電器當(dāng)簡(jiǎn)單開關(guān)，SCR固態(tài)繼電器可當(dāng)調(diào)壓開關(guān)。SSR只要5VDC電壓就可以控制，24VDC電壓也行，但有一點(diǎn)兒浪費(fèi)。SCR的觸發(fā)電路很復(fù)雜很多種類。

　　SSR固態(tài)繼電器也就是交流電子開關(guān)，是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)。用隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號(hào)，達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載。SCR固態(tài)繼電器是運(yùn)用數(shù)字電路觸發(fā)可控硅實(shí)現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)功。調(diào)壓采用移相控制方式，調(diào)功有定周期調(diào)功和變周期調(diào)功兩種方式。該控制板帶鎖相環(huán)同步電路、自動(dòng)判別相位、缺相保護(hù)、上電緩起動(dòng)、緩關(guān)斷、散熱器超溫檢測(cè)、恒流輸出、電流限制、過流保護(hù)、串行工作狀態(tài)指示等功能。

　　用于小功率的加熱采用SSR固態(tài)繼電器還可以，頻繁通過也無所謂。但是在進(jìn)行大功率電加熱控制的時(shí)候，我們一般使用SCR固態(tài)繼電器，無論是調(diào)壓型還是調(diào)功型的對(duì)電網(wǎng)的影響都相對(duì)小一些。

　　SSR固態(tài)繼電器成本可接受，通過通斷來控制，要是溫感準(zhǔn)確的話，可以有相同效果。

　　交流調(diào)功應(yīng)用。“交流調(diào)功”是一種Z型SSR普遍采用的方法，也能實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)。即在固定周期內(nèi)，控制交流正弦電流半波個(gè)數(shù)，達(dá)到調(diào)功目的。模擬電路常采用電壓比較器，將一個(gè)固定周期的鋸齒電壓和來自前級(jí)誤差電壓作比較，輸出方波實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。在計(jì)算機(jī)上采用計(jì)時(shí)算法，產(chǎn)生占空比可調(diào)的方波脈沖擊來實(shí)現(xiàn)。

　　三相電流控制。HS系列SSR產(chǎn)品，可直接用于三相電機(jī)的控制。zui簡(jiǎn)單的方法，是采用2只SSR作電機(jī)通斷控制，4只SSR作電機(jī)換相控制，第三相不控制。作為電機(jī)換向時(shí)應(yīng)注意，由于電機(jī)的運(yùn)動(dòng)慣性，必須在電機(jī)停穩(wěn)后才能換向，以避免產(chǎn)生類似電機(jī)堵轉(zhuǎn)情況，引起的較大沖擊電壓和電流。在控制電路設(shè)計(jì)上，要注意任何時(shí)刻都不應(yīng)產(chǎn)生換相SSR同時(shí)導(dǎo)通的可能性。上下電時(shí)序，應(yīng)采用先加后斷控制電路電源，后加先斷電機(jī)電源的時(shí)序。換向SSR之間，不能簡(jiǎn)單地采用反相器連接方式，以避免在導(dǎo)通的SSR未關(guān)斷，另一相SSR導(dǎo)通引起的相間短路事故。此外，電機(jī)控制中的保險(xiǎn)、缺相和溫度繼電器，也是保證系統(tǒng)正常工作的保護(hù)裝置。

　　SSR是用半導(dǎo)體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點(diǎn)作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點(diǎn)開關(guān)器件，單相SSR為四端有源器件，其中兩個(gè)輸入控制端，兩個(gè)輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號(hào)到一定電流值后，輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。

　　交流固態(tài)繼電器按開關(guān)方式分有電壓過零導(dǎo)通型(簡(jiǎn)稱過零型)和隨機(jī)導(dǎo)通型(簡(jiǎn)稱隨機(jī)型); 按輸出開關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)型(增強(qiáng)型); 按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式(自然冷卻，不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻); SSR固態(tài)繼電器以觸發(fā)形式，可分為零壓型(Z)和調(diào)相型(P)兩種。在輸入端施加合適的控制信號(hào)IN時(shí)，P型SSR立即導(dǎo)通。當(dāng)IN撤銷后,負(fù)載電流低于雙向可控硅維持電流時(shí)(交流換向)，SSR關(guān)斷。

　　Z型SSR內(nèi)部包括過零檢測(cè)電路，在施加輸入信號(hào)IN時(shí)，只有當(dāng)負(fù)載電源電壓達(dá)到過零區(qū)時(shí)，SSR才能導(dǎo)通，并有可能造成電源半個(gè)周期的zui大延時(shí)。Z型SSR關(guān)斷條件同P型，但由于負(fù)載工作電流近似正弦波，高次諧波干擾小，所以應(yīng)用廣泛。

　　SSR固態(tài)繼電器由于采用輸出器件不同，有普通型和增強(qiáng)型之分。當(dāng)加有感性負(fù)載時(shí)，在輸入信號(hào)截止t1之前，雙向可控硅導(dǎo)通，電流滯后電源電壓90O(純感時(shí))。t1時(shí)刻，輸入控制信號(hào)撤銷，雙向可控硅在小于維持電流時(shí)關(guān)斷(t2)，可控硅將承受電壓上升率dv/dt很高的反向電壓。這個(gè)電壓將通過雙向可控硅內(nèi)部的結(jié)電容，正反饋到柵極。如果超過雙向可控硅換向dv/dt指標(biāo)(典型值10V/ s，將引起換向恢復(fù)時(shí)間長甚至失敗。

　　單向可控硅(增強(qiáng)型SSR)由于處在單極性工作狀態(tài)，此時(shí)只受靜態(tài)電壓上升率所限制(典型值200V/s)，因此增強(qiáng)型固態(tài)繼電器HS系列比普通型SSR的換向dv/dt指標(biāo)提高了5-20倍。由于采用兩只大功率單向可控硅反并聯(lián)，改變了電流分配和導(dǎo)熱條件，提高了SSR輸出功率。增強(qiáng)型SSR在大功率應(yīng)用場(chǎng)合，無論是感性負(fù)載還是阻性負(fù)載，耐電壓、耐電流沖擊及產(chǎn)品的可靠性，均超過普通固態(tài)繼電器，并達(dá)到了進(jìn)口產(chǎn)品的基本指標(biāo)，是替代普通固態(tài)繼電器的更新產(chǎn)品。

　　電阻負(fù)載他不存在啟動(dòng)電流，沖擊比較小，對(duì)電網(wǎng)影響不大，當(dāng)然使用SCR通過調(diào)壓來調(diào)功，對(duì)電網(wǎng)影響更小，但是二者比較的話使用SCR的造價(jià)更高一點(diǎn)。目前國外加熱使用SSR固態(tài)繼電器控制加熱的比較多一點(diǎn)。

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