固态继电器基础知识：工作原理、功能和结构

　　固态继电器（SSR）是由微电子电路、分立电子器件和电力电子功率器件组成的非接触式开关。隔离装置用于实现控制端与负载端之间的隔离。固态继电器的输入端使用微小的控制信号直接驱动大电流负载。

　　固态继电器是一种由固态电子元件组成的新型非接触式开关器件。它利用电子元件（如开关晶体管、三端双向可控硅等半导体器件）的开关特性，可以达到无接触和火花的导通和断开电路的目的，因此也称为“非接触开关”。固态继电器是四端有源器件，其中两个是输入控制端子，另外两个端子是输出控制端子。它兼具放大和驱动功能和隔离功能，非常适合驱动大功率开关执行器。与电磁继电器相比，它具有更高的可靠性，无接触，寿命长，速度快，对外界的干扰更小。它已被广泛使用。

　　优势

　　（1）寿命长，可靠性高：固态继电器无机械部件，触点功能由固体器件完成。由于没有运动部件，它可以在高冲击和振动环境中工作。由于组成固态继电器的组件，固态继电器的固有特性决定了固态继电器的长寿命和高可靠性。

　　隔离耦合

　　固态继电器的输入输出电路可以通过两种方式进行隔离和耦合：光电耦合和变压器耦合：光电耦合通常采用光电二极管-光电晶体管、光电二极管-双向光控晶闸管、光伏电池实现控制侧和负载侧隔离控制;高频变压器耦合是将输入控制信号产生的自激高频信号耦合到次级，经逻辑电路检测整流，处理形成驱动信号。

　　SSR根据使用场合可分为交流型和直流型。它们用作交流或直流电源上的负载开关，不能混合使用。下面以交流SSR为例，说明其工作原理。图1是其工作原理的框图。图1中的组件（<>）~（<>）构成了交流SSR的主体。整体来看，SSR只有两个输入端子（A和B）和两个输出端子（C和D），它是一个四端子器件。

　　工作时，只要在A和B上加入一定的控制信号，就可以控制C和D两端之间的“开”和“关”，可以实现“开关”的功能。耦合电路的功能是为来自A和B端子的输入控制信号提供输入/输出端子之间的通道，但在SSR中电气断开输入端子和输出端子之间的（电气）连接，以防止输出端子影响输入端子。耦合电路中使用的元件是“光耦合器”，它灵敏，响应速度高，输入和输出端子之间具有高绝缘（耐压）水平。由于输入端的负载是发光二极管，这使得SSR的输入端易于匹配输入信号电平，并且在使用时可以直接连接到计算机输出接口，由逻辑电平“1”和“0”控制。

　　触发电路的作用是产生符合要求的触发信号，以驱动开关电路（4）工作，但由于开关电路没有添加特殊的控制电路，会产生射频干扰，污染电网的高谐波或尖峰。因此，设计了“过零控制电路”。所谓“过零”是指当增加控制信号，交流电压过零时，SSR处于导通状态;当控制信号断开时，SSR等待交流电的正半周期和负半周期的交点，SSR处于关断状态。这种设计可以防止高次谐波干扰和对电网的污染。吸收电路旨在防止开关器件三端双向可控硅受到电源尖峰和浪涌（电压）的影响和干扰（甚至故障）。通常，使用“RC”系列吸收电路或非线性电阻（压敏电阻）。

　　输出电路

　　SSR的电源开关直接连接到电源和负载侧，实现负载电源的开关。主要采用大功率晶体管、单向晶闸管（晶闸管或SCR）、双向晶闸管（可控硅）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路、交流输出电路和AC/DC输出电路。按负载类型可分为直流固态继电器和交流固态继电器。直流输出可使用双极器件或功率场效应管，交流输出通常采用两个晶闸管或一个双向晶闸管。交流固态继电器可分为单相交流固态继电器和三相交流固态继电器。交流固态继电器按开启和关闭的时间可分为随机交流固态继电器和过零交流固态继电器。

　　先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。

　　以上就是本文的全部内容，如果觉得本文对您有所帮助，请持续关注本司网站https://www.a-semi.com以及“先进光半导体”微信公众号，我们将给您带来更多新闻资讯和知识科普！

　　版权声明：部分文章信息来源于网络以及网友投稿，本网站只负责对文章进行整理、排版、编辑，是出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，如本站文章和转稿涉及版权等问题，请作者及时联系本站，我们会尽快处理。