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                                              單相交流固態繼電器

㈠ 概述
        龍科交流固態繼電器（英文名稱為Loncont  Solid-State  Relay，簡稱LSR）。它為單刀單擲常開式結構， 用LED顯示工作狀態。它是用現代微電子技術與電力電子技術發展起來的一種新型無觸點開關器件。它可以實現用微弱的控制信號(幾毫安到幾十毫安)控制0．1A直至幾百A電流負載，進行無觸點接通或分斷。它為四端有源器件，兩個輸入控制端，兩個負載輸出端，輸出端與負載、電源串聯，輸入輸出之間為光電隔離，內置RC吸收回路，輸入端加上直流或脈沖信號，輸出端就能從斷態轉變成通態。整個器件沒有任何可動部件或觸點，實現了相當于電磁繼電器的功能。固態繼電器工作可靠，無觸點、無火花、壽命長、無噪聲，無電磁干擾，開關速度快，抗干擾能力強，且體積小，耐振動、耐沖擊，防爆、防潮、防腐蝕，能與TTL、DTL、HTL等邏輯電路兼容，以微小的控制信號達到直接驅動大電流負載的目的。
固態繼電器目前已廣泛應用于計算機外圍接口裝置，烘箱烘道加溫控溫恒溫系統；數控機械、遙控系統、工業自動化裝置；信號燈、交通燈、閃爍器、照明舞臺燈光控制系統；儀器儀表、醫療器械、印染、塑料加工、辦公設備；自動消防，保安系統等等。另外在化工、煤礦、鋼鐵和軍用等一些要求特殊的裝置和惡劣的工作環境中，以及要求工作高可靠的場合中，LSR都比傳統的繼電器有無可比擬的優越性。
      

           交流固態繼電器工作原理： LSR實際是一個受控的電力電子開關，其等效電路如圖1。 

圖2 普通型交流LSR內部結構框圖

一般情況下，萬用表不能判別LSR的好壞，正確的方法采用圖3的測試電路：當輸入電流為零時，電壓表測出的電壓為電網電壓，電燈不亮（燈泡功率須25W以上）；當輸入電流達到一定值以后，電燈亮，電壓表測出的電壓為LSR導通壓降（在2V以下）。因LSR內部有RC回路而帶來漏電流，因此不能等同于普通觸點式的繼電器、接觸器,不能作隔離開關用。

                                圖3  LSR測試電路

㈡ LSR特點
            交流固態繼電器與通常的電磁繼電器不同：無觸點、輸入電路與輸出電路之間光(電)隔離、由分立元件．半導體微電子電路芯片和電力電子器件組裝而成，以阻燃型環氧樹脂為原料，采用灌封技術持其封閉在外殼中、使與外界隔離，具有良好的耐壓、防腐、防潮抗震動性能。主要不足是存在通態壓降（需相應散熱措施），有斷態漏電流，觸點組數少，另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標差。

 ㈢ LSR的分類
            交流固體繼電器按開關方式分有電壓過零導通型（簡稱過零型）和隨機導通型（簡稱隨機型）；按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型（普通型）和單向可控硅反并聯型（增強型）；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）；另外輸入端①直流恒流控制型（D3），電壓為3-36Vdc寬范圍，驅動電流為5-15mA；②直流抗干擾控制型（D2），電壓為18-30Vdc；③串電阻限流型（D1），電壓為4-8Vdc，專用于隨機型LSR；④交流控制型（A3），電壓為90-430Vac寬范圍。

 

⑴過零型(Z型)與隨機型(P型)LSR的區別
          由于觸發信號方式不同，過零型和隨機型之間的區別主要在于負載交流電流導通的條件不同。當輸入端施加有效的控制信號時，隨機型LSR負載輸出端立即導通（速度為微秒級），而過零型LSR則要等到負載電壓過零區域(約±15V)時才開啟導通。當輸入端撤消控制信號后，過零型和隨機型LSR均在小于維持電流時關斷，這兩種類型的關斷條件相同。雖然過零型LSR有可能造成最大半個周期的延時，但卻減少了對負載的沖擊和產生的射頻干擾，在負載上可以得到一個完整的正弦波形，成為理想的開關器件，在“單刀單擲”的開關場合中應用最為廣泛。 隨機型LSR的特點是反應速度快，它可以用控制移相觸發脈沖來方便地改變負載的交流工作電壓，從而應用于精確地調溫、調光等阻性負載及部分感性負載場合。

⑵雙向可控硅輸出的普通型與單向可控硅反并聯輸出的增強型的區別

在感性負載的場合，當LSR由通態關斷時，由于電流、電壓的相位不一致，將產生一個很大的電壓上升率dv/dt（換向dv/dt）加在雙向可控硅兩端，如此值超過雙向可控硅的換向dv/dt指標(典型值為10V/μs)則將導致延時關斷，甚至失敗。而單向可控硅為單極性工作狀態，只受靜態電壓上升率dv/dt(典型值為100V/μs)影響，由兩只單向可控硅反并聯構成的增強型LSR比由一只雙向可控硅構成的普通型LSR的換向dv/dt有了很大提高，因此在感性或容性負載場合宜選取增強型LSR。

 

 

 

 

㈣ 繼電器負載輸出端電流等級及型號如下表：

㈤ 技術參數

 

輸入參數	輸入電壓范圍	D3：3-36Vdc，D2：18-30Vdc，A3：90-430Vac，D1：4-8 Vdc
	輸入電流	5mA-15 mA
	反接保護	有

LED指示

有

 

輸出參數	額定工作電壓	4：48~480Vac，3：36-430Vac，2：24-265Vac，1：12-135Vac
	輸出通態壓降	＜2Vac
	斷態峰值截止電壓Vp	4：≥1100Vpk，3：≥900Vpk，2：≥600Vpk，1：≥400Vpk
	浪涌電流（電網一周）	800%
	最小負載電流	100mA
	輸出漏電流	16A及以下＜2mA，16A以上＜12mA
	靜態電壓上升率dVs/dt	100V/μs（普通型）、200V/μs（增強型）
	換向電壓上升率dVc/dt	10V/μs（普通型）、200V/μs（增強型）
	開啟最大響應時間	10ms
	關斷最大延時	10ms

 

其它參數	介質耐壓 （輸入、輸出及外殼間）	≥2000 Vac
	絕緣電阻 （輸入、輸出及外殼間）	＞1000 MΩ（500Vdc）
	最大容抗	10pf
	使用溫度范圍	-30 ℃ ~ +75 ℃
	電網頻率	47-63 Hz

 ㈥ 不同電流等級的固體繼電器的外形

㈦ LSR的輸入驅動電路

在邏輯電路驅動時應盡可能采用低電平輸出進行驅動，以保證有足夠的帶負載能力和盡可能低的零電平。下圖為正確的灌電流驅動的電路圖（一般適合于D3、D2型）：

 

 D1型（4-8Vdc）通常與單相或三相LSR移相觸發器配合使用。

A3型（90-430Vac）為交流控制交流型，在90-430Vac極寬的范圍內均能可靠觸發繼電器導通，且輸入與輸出沒有相位要求：

 

 ㈧ LSR過壓的保護：除LSR內部本身有RC吸收回路保護外，還可以采取并聯金屬氧化物壓敏電阻（MOV），MOV面積大小決定吸收功率，MOV的厚度決定保護電壓值。一般220V系列LSR可選取500V-600V的壓敏電阻，380V系列SSR可選取800V-900V的壓敏電阻，480V系列SSR可選取1000V-1100V的壓敏電阻。

㈨ LSR的功率擴展：

    本公司生產的2A、8A無RC吸收回路的LSR可用于任何大電流等級的可控硅觸發，功率擴展后仍具有過零特性或隨機特性。功率擴展LSR的型號為：LSR-3P02E（D3/D2/D1/A3），LSR-3P08E（D3/D2/D1/A3）。