固态继电器的结构及工作原理

固态继电器的结构及工作原理

   固态继电器（SSR）是一种完全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、双向晶闸管等半导体器件）的开关特性，达到无物理接触和火花的导通和关断电路的目的， 所以它也被称为“非接触式开关”。

固态继电器由三部分组成：输入电路、隔离（耦合）和输出电路

根据输入电路的类型，输入电路可分为直流输入电路、交流输入电路和AC/DC输入电路。一些输入电路还支持TTL/CMOS，具有正负逻辑控制和反转功能，更容易与TTL/CMOS电路连接。

对于具有固定控制电压的控制信号，使用电阻输入电路。控制电流保证大于5mA，对于大范围变化的控制信号（如3~32V）是采用恒流电路，保证电流在整个电压变化范围内在5mA以上可靠运行。

隔离（耦合）

对于固态继电器，有两种方法可以隔离和耦合输入和输出电路：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、光伏电池来实现控制侧与负载侧之间的隔离控制;高频变压器耦合是利用输入控制信号产生的自激高频信号耦合到次级，经过检测和整流，逻辑电路处理后形成驱动信号。

输出电路

固态继电器（SSR）的电源开关直接连接到电源和负载端子，实现负载电源的开关。主要采用大功率晶体晶体管（开关晶体管）、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、交流输出电路和交直流输出电路。根据负载类型，可分为直流固态继电器和交流固态继电器。对于直流输出，可以使用双极器件或功率场效应晶体管。对于交流输出，通常使用两个晶闸管或一个三端双向可控硅。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。