易卖工控网11月27日讯，了解一下固态继电器的内部结构以及原理说明。

　　固态继电器特点

　　固态继电器简称SSR，它是由半导体晶体管为主要器件的电子电路组成。固态继电器与一般的电磁继电器相比，主要有以下特点。

　　①寿命长。电磁继电器的触点存在机械磨损，它的寿命一般为105～106次，而固态继电器的寿命可高达108～1012次。

　　②工作频率高。电磁继电器开合频率很低，一般不超过20次/s，而固态继电器不用机械触点，故可达很高的开合频率。

　　③可靠性高。电磁继电器的触点由于受火花和表面氧化膜层的影响，容易出现接触不良，固态继电器没有机械触点，不易出现接触不良。

　　④使用安全。电磁继电器在工作时会产生火花，如果应用在一些特殊的环境下(如矿山、化工行业)，可能会点燃一些易燃气体而导致事故的发生，固态继电器由于没有触点，不会产生火花，使用比较安全。

　　由于固态继电器有很多优点，所以在国外已经得到广泛应用，我国也逐渐开始应用。固态继电器种类很多，一般可分为直流固态继电器和交流固态继电器。

　　直流固态继电器

　　(1)外形与符号

　　直流固态继电器(DC-SSR)的输入端INPUT(相当于线圈端)接直流控制电压，输出端OUTPUT或LOAD(相当于触点开关端)接直流负载。直流固态继电器外形与符号如图13-6所示。 　　图13-6直流固态继电器

　　(2)结构与工作原理

　　图13-7是一种典型的五引脚直流固态继电器的内部电路结构及等效图。 　　图13-7典型的五引脚直流固态继电器的内部电路结构及等效图

　　五引脚直流固态继电器内部结构及原理说明

　　如图13-7(a)所示，当3、4端未加控制电压时，光电耦合器中的光敏管截止，VT1基极电压很高而饱和导通，VT1集电极电压被旁路，VT2因基极电压低而截止，1、5端处于开路状态，相当于触点开关断开。当3、4端加控制电压时，光电耦合器中的光敏管导通，VT1基极电压被旁路而截止，VT1集电极电压很高，该电压加到VT2基极，使VT2饱和导通，1、5端处于短路状态，相当于触点开关闭合。

　　VD1、VD2为保护二极管，若负载是感性负载，在VT2由导通转为截止时，负载会产生很高的反峰电压，该电压极性是下正上负，VD1导通，迅速降低负载上的反峰电压，防止其击穿VT2，如果VD1出现开路损坏，不能降低反峰电压，该电压会先击穿VD2(VD2耐压较VT2低)，也可避免VT2被击穿。

　　图13-8是一种典型的四引脚直流固态继电器的内部电路结构及等效图。 　　图13-8典型的四引脚直流固态继电器的内部电路结构及等效图

　　(3)常见直流固态继电器的主要参数

　　表13-2列出了几种常见直流固态继电器的主要参数。 　　表13-2几种常见直流固态继电器的主要参数

　　交流固态继电器

　　(1)外形与符号

　　交流固态继电器(AC-SSR)的输入端接直流控制电压，输出端接交流负载。交流固态继电器外形与符号如图13-9所示。 　　图13-9交流固态继电器

　　(2)结构与工作原理

　　图13-10是一种典型的交流固态继电器的内部电路结构。 　　图13-10典型的交流固态继电器的内部电路结构

　　交流固态继电器内部结构及原理说明

　　如图13-10(a)所示，当3、4端未加控制电压时，光电耦合器内的光敏管截止，VT1基极电压高而饱和导通，VT1集电极电压低，晶闸管VT3门极电压低，VT3不能导通，桥式整流电路中的VD1～VD4都无法导通，双向晶闸管VT2的门极无触发信号，处于截止状态，1、2端处于开路状态，相当于开关断开。

　　当3、4端加控制电压后，光电耦合器内的光敏管导通，VT1基极电压被光敏管旁路，进入截止状态，VT1集电极电压很高，该电压送到晶闸管VT3的门极，VT3被触发而导通。在交流电压正半周时，1端为正，2端为负，VD1、VD3导通，有电流流过VD1、VT3、VD3和R7，电流在流经R7时会在两端产生压降，R7左端电压较右端电压高，该电压使VT2的门极电压较主电极电压高，VT2被正向触发而导通;在交流电压负半周时，1端为负，2端为正，VD2、VD4导通，有电流流过R7、VD2、VT3和VD4，电流在流经R7时会在两端产生压降，R7左端电压较右端电压低，该电压使VT2的门极电压较主电极电压低，VT2被反向触发而导通。也就是说，当3、4控制端加控制电压时，不管交流电压是正半周还是负半周，1、2端都处于通路状态，相当于继电器加控制电压时，常开开关闭合。

　　当1、2端处于通路状态时，如果撤去3、4端控制电压，晶闸管VT3的门极电压会被VT1旁路，在1、2端交流电压过零时，流过VT3的电流为0，VT3被关断，R7上的压降为0，双向晶闸管VT2会因两个主极电压相等而关断。

　　(3)常见交流固态继电器的主要参数

　　表13-3列出了几种常见交流固态继电器的主要参数。 　　表13-3几种常见交流固态继电器的主要参数

　　(4)固态继电器的检测

　　①类型及引脚识别固态继电器的类型及引脚可通过外表标注的字符来识别。交、直流固态继电器输入端标注基本相同，一般都含有“INPUT(或IN)、DC、、–”字样，两者的区别在于输出端标注不同，交流固态继电器输出端通常标有“AC、～、～”字样，直流固态继电器输出端通常标有“DC、、–”字样。

　　②好坏检测交、直流固态继电器的常态(未通电时的状态)好坏检测方法相同。在检测输入端时，万用表拨至R×10kΩ挡，测量输入端两引脚之间的阻值，若固态继电器正常，黑表笔接端、红表笔接–端时测得阻值较小，反之阻值无穷大或接近无穷大，这是因为固态继电器输入端通常为电阻与发光二极管的串联电路;在检测输出端时，万用表仍拨至R×10kΩ挡，测量输出端两引脚之间的阻值，正反各测一次，正常时正反向电阻均为无穷大，有的DC-SSR输出端的晶体管反接有一只二极管，反向测量(红表笔接、黑表笔接–)时阻值小。

　　固态继电器的常态检测正常，还无法确定它一定是好的，比如输出端开路时正反向阻值也会无穷大，这时需要通电检查。下面以图13-11所示的交流固态继电器GTJ3-3DA为例说明通电检查的方法。先给交流固态继电器输入端接5V直流电源，然后在输出端接上220V交流电源和一只60W的灯泡，如果继电器正常，输出端两引脚之间内部应该相通，灯泡发光，否则继电器损坏。在连接输入输出端电源时，电源电压应在规定的范围之间，否则会损坏固态继电器。 　　图13-11交流固态继电器的通电检测

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