固态继电器的分类与工作原理

固态继电器的分类与工作原理固态继电器（Solid State Relay，简称SSR）是一种无触点的电子开关，它通过半导体元件来实现电气信号的转换和控制，具有可靠性高、体积小、寿命长等优点。

固态继电器的分类主要包括驱动方式、开关方式和电气连接方式。

1.驱动方式分类：-常开型：工作时继电器的触点始终处于导通状态，只有收到控制信号后才会断开。

-常闭型：工作时继电器的触点始终处于断开状态，只有收到控制信号后才会闭合。

-双向型：既可以常开，也可以常闭，通过控制信号实现转换。

2.开关方式分类：-零电压开关：只在电源交流电压过零点时闭合，可以减小开关产生的干扰和接触电流峰值。

-非零电压开关：可以在电源电压波形的任意时间点进行开关操作，但会产生更大的电流峰值和干扰。

3.电气连接方式分类：-串联型：继电器的负载与驱动电源串联连接，可以通过继电器来控制负载的通断。

-并联型：继电器的负载与驱动器并联连接，可以通过继电器来对负载进行调整或保护。

1.控制信号输入：通过电路调节控制信号电流的大小，将控制信号输入到固态继电器。

2.光电隔离（光电三端子型SSR）：固态继电器中的光电三端子将输入的控制信号转换为光信号，使得输入和输出之间实现电隔离。

光电耦合器的输入端通过控制信号电流激活光发射二极管，产生光信号。

3.光信号转换（光电三端子型SSR）：光信号进入光检测二极管，使其电导增加，形成与光发射二极管相对应的电流变化。

光电三端子通过这种光信号转换，实现了输入信号的非接触隔离。

4.控制信号放大（FET型SSR）：固态继电器通过驱动电路将输入信号的电流转换为电压信号，驱动场效应晶体管（FET）。

控制信号电压的大小决定了FET的导通程度，从而控制FET管脚之间的通断。

5.开关操作：在光电隔离或FET控制之后，固态继电器会根据输入信号的状态进行开关操作。

当控制信号激活固态继电器时，输出与输入之间的电路就会通断，控制负载的开关与输出状态。

固态继电器的分类与工作原理固态继电器（SSR）是一种无触点、无噪音、高速开关、寿命长的电子开关装置，与传统电磁继电器相比具有体积小、重量轻、响应快、抗振动等优点。

它的分类可以根据输入电流类型、输出载荷类型以及控制方式等方面进行。

1.根据输入电流类型分类-直流输入类型：直流输入固态继电器可以将直流驱动信号转换为交流负载控制信号。

直流继电器由控制触发器、调压电路、输出保护电路、输出控制电路和窗口触发电路组成。

它能够实现在直流电路中实现比较复杂的控制功能。

-交流输入类型：交流输入固态继电器可以将交流驱动信号转换为交流或直流负载控制信号。

交流继电器由红外控制电路、输出电路以及输出光电耦合器电路组成。

它以交流信号作为控制信号，从而能够在交流电路中实现控制功能。

2.根据输出载荷类型分类-交流载荷：交流输出固态继电器用于控制交流电路中的负载，其输出通常是一个绝缘的三相电流输出。

它具备断电自保护功能，既能忍受大电流冲击，又能提供可靠的操作和保护。

-直流载荷：直流输出固态继电器用于控制直流电路中的负载，其输出通常是一个n极PNP型半导体开关。

它可以实现高度可靠的开关操作，并可有效地限制负载电流。

3.根据控制方式分类-零电压传导型：零电压传导型固态继电器与零电压交流开关相连，控制开关管的导通和关断。

它在交流负载开关过程中的开关过渡状态几乎没有噪音，对负载有较好的保护作用。

-非零电压传导型：非零电压传导型固态继电器在交流负载开关过程中有电压过渡状态，可能会产生一定噪音。

它的响应速度比零电压传导型快，并且能承受更高的负载电流。

具体的工作过程如下：1.输入信号检测：输入信号可以是电压、电流或其他形式的信号。

固态继电器的输入端对这个信号进行检测，并将其转换为控制信号。

2.控制信号输出：控制信号被传递到触发电路，触发电路根据控制信号的特性来产生控制电流或电压。

3.开关控制：控制电流或电压被输入到开关电路，开关电路对负载进行控制。

固态继电器工作原理
固态继电器是一种集电器和电子器件的组合装置，由输入控制部分、输出控制部分和隔离部分组成。

其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 输入控制部分：固态继电器的输入端通常为一个LED，当
给LED加上足够的电压时，LED会发光。

这个电压可以通过
串联的电阻来控制。

当LED发光时，输入控制部分会被激活。

2. 输出控制部分：输入控制部分的激活会导致输出控制部分的晶体管（也称为光敏晶体管）工作。

这个晶体管通常由一对
PN结组成，当输入控制部分被激活时，LED发出的光会经过
隔离部分照射到晶体管的基极上，使得PN结处的电阻发生变化。

这个变化会引起输出电路的电流变化。

例如，当晶体管导通时，输出电路的电流会通过，当晶体管截止时，输出电路的电流会断开。

3. 隔离部分：固态继电器的输入和输出部分通常通过一个绝缘材料隔离，以防止输入和输出之间的电信号相互干扰。

这样的隔离部分通常使用光耦的形式，通过光的传导来实现输入和输出之间的电隔离。

综上所述，固态继电器的工作原理是通过LED的发光和光敏
晶体管的控制来实现输入和输出之间的电隔离和电流控制。

固态继电器的分类与工作原理固态继电器(Solid State Relays,缩写SSR)是一种无触点电子开关，由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片，采用混合工艺组装来实现控制回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔离及信号耦合，由固态器件实现负载的通断切换功能，内部无任何可动部件。

尽管市场上的固态继电器型号规格繁多，但它们的工作原理基本上是相似的。

主要由输入(控制)电路，驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。

固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路，使之成为固态继电器的触发信号源。

固态继电器的输入电路多为直流输入，个别的为交流输入。

直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。

阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性的正向变化。

恒流输入电路，在输入电压达到一定值时，电流不再随电压的升高而明显增大，这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。

固态继电器的驱动电路可以包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。

隔离耦合电路，目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。

常用的光电耦合器有光－三极管、光－双向可控硅、光－二极管阵列(光－伏)等。

高频变压器耦合，是在一定的输入电压下，形成约10MHz的自激振荡，通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。

功能电路可包括检波整流、过零、加速、保护、显示等各种功能电路。

触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。

固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现固态继电器的通断切换。

输出电路主要由输出器件(芯片)和起瞬态抑制作用的吸收回路组成，有时还包括反馈电路。

目前，各种固态继电器使用的输出器件主要有晶体三极管(Transistor)、单向可控硅(Thyristor或SCR)、双向可控硅(Triac)、MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。

固态继电器原理固态继电器(Solidstate Relay, SSR)是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关，利用电子组件（如开关三极管、双向可控硅等半导体组件）的开关特性，达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。

固态继电器的作用及原理
1 固态继电器
固态继电器（Solid State Relay,SSR）是实现不同电路间信号互
联的新型元件，它也被称为固态转换器，它采用半导体而不是传统继
电器的磁性元件进行作动，具有可靠性高、消耗电力小、响应速度快、可半永久性安装和易维护等特点。

通常具有多种电路，可以直接与微
机接口，实际应用非常广泛。

2 工作原理
固态继电器是将低电压信号控制转换成高压信号的元件，由四部
分组成：控制电路，输入终端，特殊功能及继电器开关部件。

在一般条件下，控制电路和输入终端会实现低电压信号通过后，
立即出现高电压，继电器片的接点断开，从而实现控制电路的双向切换，达到控制的目的。

3 应用
由于固态继电器具有体积小、节能、稳定性好等特点，因此在很
多工业无线传输系统中应用非常广泛，包括与智能能耗控制系统、温
控系统、智能化报警系统、自动控制及监测系统等的连接。

它也通常
用于各种家用电器的自动控制系统，如电视机、洗衣机等，同时还能
用于照明控制系统、电梯控制系统、印刷机控制系统、空调控制系统
等的应用。

固态继电器的工作原理及特性固态继电器（solidstate relay，简称SSR）是把光控晶闸管和发光二极管封装在一起，两者间保证电的隔离，只有光的联系，和继电器里的线圈与接点互相隔离一样，通过发光管的亮和灭就能控制晶闸管电路的通断，其功能与普通电磁继电器一样。

固态继电器除了在电路通断过程中无机械运动、无接点、因而没有磨损和火花之外，又把弱电控制信号和强电被控制电路隔离开来，把继电器的功能和优点都体现了出来，同时由克服了继电器的缺点。

一、固态继电器工作原理SSR固态继电器以触发形式，可分为零压型（Z）和调相型（P）两种。

在输入端施加合适的控制信号VIN时，P型SSR立即导通。

当VIN撤销后，负载电流低于双向可控硅维持电流时（交流换向），SSR关断。

Z型SSR内部包括过零检测电路，在施加输入信号VIN时，只有当负载电源电压达到过零区时，SSR才能导通，并有可能造成电源半个周期的最大延时。

Z型SSR关断条件同P型，但由于负载工作电流近似正弦波，高次谐波干扰小，所以应用广泛。

有的公司SSR由于采用输出器件不同，有普通型（S，采用双向可控硅元件）和增强型（HS，采用单向可控硅元件）之分。

当加有感性负载时，在输入信号截止t1之前，双向可控硅导通，电流滞后电源电压90O（纯感时）。

t1时刻，输入控制信号撤销，双向可控硅在小于维持电流时关断（t2），可控硅将承受电压上升率dv/dt很高的反向电压。

这个电压将通过双向可控硅内部的结电容，正反馈到栅极。

如果超过双向可控硅换向dv/dt指标（典型值10V/s，将引起换向恢复时间长甚至失败。

单向可控硅（增强型SSR）由于处在单极性工作状态，此时只受静态电压上升率所限制（典型值200V/s），因此增强型固态继电器HS系列比普通型SSR的换向dv/dt指标提高了520倍。

由于采用两只大功率单向可控硅反并联，改变了电流分配和导热条件，提高了SSR输出功率。

二、固态继电器的应用固态继电器是由固态元件组成的无触点开关，具有工作安全可靠、寿命长、无触点、无火花、无污染、高绝缘、高耐压（越过2.5kv）、低触发电流、开关速度快、可与数字电路巨配，以阻燃型环氧树脂为原料，采用灌封技术，使与外界隔离，具有良好的耐压、防潮、防腐、抗震动等性能。

固态继电器工作原理及分类固态继电器是一种无触点电子开关，主要由输入(掌握)电路，驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。

继电器的触点有三种基本形式：动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。

以合字的拼音字头“H”表示。

动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。

用断字的拼音字头“D”表示。

转换型（Z型）这是触点组型。

这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。

线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。

这样的触点组称为转换触点。

用“转”字的拼音字头“z”表示。

固态继电器是由微电子电路，耦合分立电子的器件和电力电子功率器件组成的无触点开关。

用这种隔离器件实现了掌握端与负载端的隔离。

固态继电器的输入端用微小的掌握信号，达到直接驱动大电流负载，但他本质上脱离了一般的掌握电器（如接触器、电磁继电器等）。

而电力电子器件等晶体管类电子元件他们都是用他们那弱小的体格却要承受与之体格不想对称的大电压、电流、发热量等，其中包括过载击穿或峰值电压、过载电流、浪涌电压电流、正常工作时的发热量、频繁快速关断带来的发热量。

大电压、大电流和频发快速响应开关都意味着会发热，而太热了则会击穿烧毁固态继电器的内部电子晶体电路）等。

固态继电器从受控负载不同分为沟通固态继电器和直流固态继电器两大类，其中沟通固态继电器应用比较普遍。

按安装方式有装置式（面板安装）固态继电器，线路板安装型固态继电器。

沟通固态继电器按开关方式分有过零型（Z型）和随机型（P型）；按元件分有双向可控硅输出型（一般型）固态继电器和单向可控硅反并联型（增加型）固态继电器。

固态继电器的优点是多数产品具有零电压导通，零电流关断，与规律电路兼容（TTL、DTL、HTL）切换速度快、无噪音、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小，能以微小的掌握信号直接驱动大电流负载等。

固态继电器简介一〃什么是固态继电器？固态继电器（SSR）是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。

固态继电器与传统的电磁继电器相比，是一种没有机械，不含运动零部件的继电器，但具有与电磁继电器本质上相同的功能。

二〃固态继电器的分类：按工作性质分有直流输入-交流输出型，直流输入-直流输出型，交流输入-交流输出型，交流输入-直流输出型。

按安装方式有装置式（面板安装），线路板安装型。

按元件分有普通型和增强型。

三〃固态继电器优缺点：优点：多数产品具有零电压导通，零电流关断，与逻辑电路兼容（TTL、DTL、HTL）切换速度快、无噪音、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小，能以微小的控制信号直接驱动大电流负载等。

缺点：存在通态压降，需要散热措施，有输出漏电流，交直流不能通用，触点组数少，成本高。

四〃固态继电器应用领域：由于固态继电器的内在特点，自问世以来以进入电磁继电器的大多数领域，在少数领域以完全取而代之。

特别是计算机自动控制领域，由于固态继电器的所需驱动功率较底，直接和逻辑电路兼容，不必加中间缓冲器即可直接驱动。

目前固态继电器以被广泛应用于工业自动化控制，如电炉加热系统，熟控机械，遥控机械，电机，电磁阀以及信号灯，闪烁器，舞台灯光控制系统，医疗器械，复印机，洗衣机，消防保安系统等等都有大量应用。

1 典型交流固态继电器的工作原理固态继电器（Solid State Relay，SSR）是一种有继电特性的无触点式电子开关。

具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小、无噪声、无火花等特点。

交流固态继电器（过零型）的原理见图1。

固态继电器由三部分组成：输入电路、隔离（耦合）和输出电路，在输入电路控制端加入信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，R1串接电阻对输入信号进行限流，以保证光耦合器不致损坏。

发光二极管LED指示输入端控制信号，二级管VD1可防止输入信号正负极性接反时对光耦IC1造成的损坏。

固态继电器的工作原理固态继电器工作原理详细介绍ssr固态继电器以触发形式,可分为零压型(z)和调相型(p)两种。

在输入端施加合适的控制信号vin时,p型ssr立即导通。

当vin撤销后,负载电流低于双向可控硅保持电流时(交流高速运行),ssr斩波器。

z型ssr内部包括过零检测电路,在施加输入信号vin时,只有当负载电源电压达到过零区时,ssr才能导通,并有可能造成电源半个周期的最大延时。

z型ssr关断条件同p型,但由于负载工作电流近似正弦波,高次谐波干扰小,所以应用有的公司ssr由于使用输入器件相同,存有普通型(s,使用双向可控硅元件)和增强型(hs,使用单向可控硅元件)之分后。

当加存有感性功率时,在输出信号截至t1之前,双向可控硅导通,电流落后电源电压90o(氢铵感时)。

t1时刻,输出掌控信号撤消,双向可控硅在大于保持电流时斩波器(t2),可控硅将忍受电压上升率dv/dt很高的逆向电压。

这个电压将通过双向可控硅内部的结电容,负反馈至栅极。

如果少于双向可控硅高速运行dv/dt指标(典型值10v/s,将引发高速运行恢复正常时间短甚至失利。

单向可控硅(增强型ssr)由于处于单极性工作状态,此时只受到静态电压上升率所管制(典型值200v/s),因此增强型固态继电器hs系列比普通型ssr的高速运行dv/dt指标提升了520倍。

由于使用两只大功率单向可控硅反并联,发生改变了电流分后配和导热条件,提高了ssr输出功率。

增强型ssr在大功率应用领域场合,无论是感性功率还是阻性功率,耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性,均少于普通固态继电器,并达至了进口产品的基本指标,就是替代普通固态继电器的更新产品。

固态继电器的应用领域s系列固态继电器,hs系列增强型固态继电器、可以广泛用于:计算机外围接口装置,恒温器和电阻炉控制、交流电机控制、中间继电器和电磁阀控制、复印机和全自动洗衣机控制、信号灯交通灯和闪烁器控制、照明和舞台灯光控制、数控机械遥控系统、自动消防和保安系统、大功率可控硅触发和工业自动化装置等。