關于固態繼電器過電流、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繼電器所能承受的瞬態電壓(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，不僅會造成固態繼電器失控，嚴重時還可能燒毀固態繼電器或設備。因此，過電壓的保護是必須的。普遍的應用是外加瞬態抑制(RC吸收)電路和電壓鉗位電路(雙向穩壓二極管、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繼電器的瞬態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繼電器輸出電壓降與負載電流乘積決定，以發熱的形式消耗掉。因此散熱的好壞直接影響到固態繼電器工作的可靠性，優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繼電器，利用空氣對流散熱即可。要求安裝在有良好對流環境、兩個固態繼電器間距離大于一個固態繼電器的寬度。電流大于10A的固態繼電器應加裝散熱器，對于負載電流大于40A的固態繼電器，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，在總結固態繼電器使用經驗的基礎上，編制了固態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格的散熱器，但要求熱阻相近、冷卻條件相同。