固態繼電器工作原理

固態繼電器由光電耦合接口電路、觸發電路、開關電路等部分組成。

1、光電耦合接口電路

光電偶合可以實現電路之間的電氣隔離，且具有動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高、抗干擾能力強等特點。光電耦合是將發光元件和光敏元件組合在一起，通過發光元件把電轉換成光，再利用光敏元件的光感特性將光轉換成電。常用的光電耦合電路如圖1所示。

沒有按壓按鈕SB之前，輸入回路斷開，相當于無信號輸入，發光二極管V_D因沒有電流流過而不發光，光敏三極管V_T為截止狀態，輸出電壓U_o=0（低電平“0”）；當按壓按鈕SB時，接通輸入電路，發光二極管V_D有電流流過而發光，光敏三極管因受到光照而有電流流過，并使三極管飽和導通，輸出電壓U_o=+5V（高電平“1”）。從而實現光電耦合并將按鈕信號轉變為數字信號。

2、固體繼電器

固態繼電器(Solid  State  Relays)用字母“SSR”表示，這是一種全部由固態電子元件組成的無觸點開關器件，由于這種器件利用了三極管、雙向可控硅等半導體的開關特性，因而可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的，故又被稱為“無觸點開關”，這種無觸點工作特性的元件，被廣范的應用于電控系統和計算機控制領域。

（1）固態繼電器的原理及結構

SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩類，分別作為交流電路的開關和直流電路的開關，兩種元件不能混用。交流型SSR工作原理框圖如圖2所示。

圖中的部件①~④構成交流SSR的主體。由于，SSR只有兩個輸入端(A和B)及兩個輸出端(C和D)，所以是一種四端器件。工作時只要在A、B端加上一定的控制信號，就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”，從而實現“開關”的功能。

圖中利用了光電耦合電路①，其功能是將A、B端輸入的控制信號變為開關信號（數字信號），這樣可使SSR的輸入端很容易做到與任何輸入信號相匹配，故可直接與計算機輸入、輸出接口相接，即受邏輯電平“1”與“0”的控制。

觸發電路②的功能是產生符合要求的觸發信號，驅動開關電路④工作，過零控制電路③的作用是：當AB端加入控制信號時，即使交流電壓過零，SSR也為導通狀態；只有當斷開AB端的控制信號后，SSR在交流電過零(零電位)時，才轉換為斷開狀態。這樣可防止電路在開、關過程中產生的高次諧波對電網形成污染。

吸收電路⑤是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌電壓對開關器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設，一般采用R-C串聯電路或非線性電阻(壓敏電阻器)組成吸收電路。圖3是一種典型的交流型SSR的工作原理圖。