關于固態(tài)繼電器過電流、過電壓和過熱的保護

更新時間：2017-11-20

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　　(1)過電流的保護

　　固態(tài)繼電器是以半導體開關器件作為功率輸出部件的，對溫度的變化較為敏感，過電流會使半導體芯片過熱而造成品質下降,壽命降低甚至*性損壞.雖然固態(tài)繼電器在瞬間可以承受額定電流10倍以上的浪涌電流,但超過此值很容易造成*性損壞.因而,過電流的保護是很重要的,過電流的保護方法很多,關鍵在于反映速度要快.對以可控硅為輸出器件的交流固態(tài)繼電器,由于可控硅需電流過零關斷的特性則對于在10Ms(50Hz)以內超過SSR浪涌電流承受值的浪涌電流和短路電流,一般的保護電路是無效的,應考慮采用半導體器件的快速熔斷器.熔斷器的標稱熔斷電流不應超過SSR的標稱電流值.市售的快速熔斷器種類較多,但質量差異較大,請選擇時加以注意.

　　(2)過電壓的保護

　　當負載為感性或容性時，很可能產生大于固態(tài) 繼電器所能承受的瞬態(tài)電壓(阻斷電壓)和電壓上升率(dv/dt)。若保護措施不當或響應不靈敏，不僅會造成固態(tài)繼電器失控，嚴重時還可能燒毀固態(tài)繼電器或設備。因此，過電壓的保護是必須的。普遍的應用是外加瞬態(tài)抑制(RC吸收)電路和電壓鉗位電路(雙向穩(wěn)壓二極管、壓敏電阻)。本公司在設計產品時，多數產品內部已加上RC吸收回路或壓敏電阻，能起到一定保護作用，建議用戶在使用時根據負載的有關參數和環(huán)境條件，認真計算和實驗RC回路的選值。若滿足不了，應再并聯(lián)一個RC回路和壓敏保護電路。在一般情況下，RC吸收回路可以有效地抑制加至固態(tài)繼電器的瞬態(tài)電壓和電壓指數上升率(dv/dt)，壓敏電阻保護電路可以吸收寬脈沖的過電壓。RC吸收回路的RC值選擇要經過計算和驗證。經驗的選擇(僅供參考)是電阻在27-150歐姆、功率為2-5瓦之間，電容容量在0.01-1uf、耐壓在250-500VAC之間,(例:R=51歐/2W,C=0.2uF/500VAC)值應在實驗后確定.注意不要發(fā)生振蕩.壓敏電阻的選擇同樣要經過認真的計算和驗證.一般情況下(僅供參考),在220VAC電路里使用標稱470-680V、?12-16的，在380VAC電路里使用標稱780-1000V、?12-16的。

　　(3)過熱保護

　　如固態(tài)繼電器過熱，輕則失控，重則造成*性損壞，建議加裝過熱保護措施，通常的做法是保證固態(tài)繼電器的底板處溫度不超過75-80℃。一般的溫度保護電路就可以達到目的,比較經濟實惠的是在散熱器上靠近SSR底板處安裝溫控開關，溫升達到限定溫度時切斷SSR輸入信號。

　　固態(tài)繼電器工作時，在其內部芯片上存在一定的功率損耗，這個損耗功率主要由固態(tài)繼電器輸出電壓降與負載電流乘積決定，以發(fā)熱的形式消耗掉。因此散熱的好壞直接影響到固態(tài)繼電器工作的可靠性，優(yōu)良的熱學設計可避免由于散熱不良造成的失敗和損壞。

　　一般而言，負載電流小于的固態(tài)繼電器，利用空氣對流散熱即可。要求安裝在有良好對流環(huán)境、兩個固態(tài)繼電器間距離大于一個固態(tài)繼電器的寬度。電流大于10A的固態(tài)繼電器應加裝散熱器，對于負載電流大于40A的固態(tài)繼電器，根據設計體積大小，必要時要使用風冷或水冷。

　　一些產品手冊中會提供工作電流、通態(tài)壓降、熱阻和相關的一些曲線供用戶使用時參考。我公司為便于選擇散熱器，在總結固態(tài)繼電器使用經驗的基礎上，編制了固態(tài)繼電器配用散熱器表，供工程技術人員參考使用。由于使用時受機箱形狀、體積、安裝形式和采購途徑的限制，客戶可根據自己的需要選用其它規(guī)格的散熱器，但要求熱阻相近、冷卻條件相同。