模拟交流固态继电器
发布时间:2012/7/4 19:03:20 访问次数:741
◆由于制造简繁的原因,交流固态继GRM155F51H103ZA01D电器有“过零”和“非过零(即随机)”两种类型。非过零型产品在输入端施加上有效控制信号后,输出端会立即导通,而过零型产品则要等到负载正弦波交流电压在经过零区域(即“过零电压”,一般约土15V)时才会开启导通,但它们的关断时间是一样的,都是在负载交流电压过零区域时关断。虽然过零型产品有可能造成最大半个周期的延时,但却减少了对负载的冲击和产生的射频干扰,成为理想的交流开关器件,因此在控制通断的场合中应用最为广泛。随机型产品的特点是反应速度快,它可以受控于移相触发脉>中信号,达到方便地改变交流电网电压,从而应用于精确调温、调光、调压等场合。实际应用中,在要求防止射频干扰产生的场合,应选过零型产品为妥。有的场合不必考虑射频干扰的影响,则可选用价格略低的非过零型产品。但在高速通断的场合选择过零型产品时,必须要考虑由于实现过零控制会使输出端动作时间相对干输入信号有一个最大不超过被控交流电半个周期的延时问题。
◆普通交流固态继电器都是按照在工频电源下工作而设计生产的。在实际应用时,被控交流电源的频率一般允许在40—60Hz范围内,波形要求是正弦波。如在此频率范围外或波形不是纯正弦波(如夹有方波成分)的情况下,能否正常工作要视具体情况(产品适应性、相应辅助电路)而定,不能一概而论。另外,固态继电器的额定工作电流值随着工作环境温度的升高而下降,故使用固态继电器时要特别注意减少其自身发热和增强散热效果。对于必须要在较高温度下使用的产品,一定要按生产厂家提出的要求留有足够的电流容量,并且还要采取可靠的散热措施。
◆业余电子制作或维修时,如果手头缺少合适的交流固态继电器,不妨采用图4(a)所示的模拟电路来代替,图中,发光二极管VD和光敏电阻器RL构成光电耦合器,双向晶闸管VS作为交流开关。VD用d5mm高亮度红色发光二极管,RL用MG45—12型塑料树脂封装光敏电阻器,其他@5mm、亮阻<2kC)、暗阻>1MO的光敏电阻器也可代用。VD和RL按照图4(b)所示,先用塑料胶带对顶卷好,再套入一段黑色塑料管内,管的两端用黑色沥青或胶粘封好即成。VS可根据需要采用TLC336A(额定通态电流3A、断重复峰值电压600V)等任意型号的双向晶闸管,其额定通态电流即为模拟固态继电器的额定工作电流,断态重复峰值电压即为模拟固态继电器的额定输出电压。如被控交流电负载为220V的感性负载,可在vs的主电极(第一阳极和第二阳极)两端并联上型号为MYHl-470/1的压敏电阻器,以防止负载产生的自感电压击穿双向晶闸管。
◆实际使用时,VD和RL构成的光电耦合器和双向晶闸管VS均可直接焊接在电路板上,也可将它们用环氧树脂灌封在合适的塑料壳内,制成与普通成品完全一样的模拟交流固态继电器。这个模拟交流固态继电器虽然电路简单(仅用了3个普通元器件)、造价低(不超过5元),但合理应用起来效果不错。笔者数年前在自己设计的霓蛆灯循环发光控制器上应用了该模拟电路,经在单位大门口长期使用,证明工作稳定可靠。
◆固态继电器导通后输出端存在一定电压降,会不可避免地产生热量,尤其在大电流工作时更显突出。为了避免固态继电器的温升超过允许值,在安装使用时必须要考虑散热效果和安装位置。一般对于5A以下的固体继电器,应尽量安装在机箱通风较好的散热窗旁边,或冷却风吹到的地方。安装时应与印制电路板保持1—2mm的间距,并可将正下方的印制电路板镂空,以利散热。当两只或多只固态继电器并排安装时,应留有适当的间距。对10A以上的固态继电器,应按照厂家提供的具体参数,根据固态继电器实际工作电流大小选配不同面积、不同热阻的散热器。安装时,固态继电器的底板和散热器安装面之间应涂抹导热硅脂,然后用螺丝拧紧。通常,当固态继电器工作电流太大或表面温度接近60。C时,应使用风扇冷却。
◆由于制造简繁的原因,交流固态继GRM155F51H103ZA01D电器有“过零”和“非过零(即随机)”两种类型。非过零型产品在输入端施加上有效控制信号后,输出端会立即导通,而过零型产品则要等到负载正弦波交流电压在经过零区域(即“过零电压”,一般约土15V)时才会开启导通,但它们的关断时间是一样的,都是在负载交流电压过零区域时关断。虽然过零型产品有可能造成最大半个周期的延时,但却减少了对负载的冲击和产生的射频干扰,成为理想的交流开关器件,因此在控制通断的场合中应用最为广泛。随机型产品的特点是反应速度快,它可以受控于移相触发脉>中信号,达到方便地改变交流电网电压,从而应用于精确调温、调光、调压等场合。实际应用中,在要求防止射频干扰产生的场合,应选过零型产品为妥。有的场合不必考虑射频干扰的影响,则可选用价格略低的非过零型产品。但在高速通断的场合选择过零型产品时,必须要考虑由于实现过零控制会使输出端动作时间相对干输入信号有一个最大不超过被控交流电半个周期的延时问题。
◆普通交流固态继电器都是按照在工频电源下工作而设计生产的。在实际应用时,被控交流电源的频率一般允许在40—60Hz范围内,波形要求是正弦波。如在此频率范围外或波形不是纯正弦波(如夹有方波成分)的情况下,能否正常工作要视具体情况(产品适应性、相应辅助电路)而定,不能一概而论。另外,固态继电器的额定工作电流值随着工作环境温度的升高而下降,故使用固态继电器时要特别注意减少其自身发热和增强散热效果。对于必须要在较高温度下使用的产品,一定要按生产厂家提出的要求留有足够的电流容量,并且还要采取可靠的散热措施。
◆业余电子制作或维修时,如果手头缺少合适的交流固态继电器,不妨采用图4(a)所示的模拟电路来代替,图中,发光二极管VD和光敏电阻器RL构成光电耦合器,双向晶闸管VS作为交流开关。VD用d5mm高亮度红色发光二极管,RL用MG45—12型塑料树脂封装光敏电阻器,其他@5mm、亮阻<2kC)、暗阻>1MO的光敏电阻器也可代用。VD和RL按照图4(b)所示,先用塑料胶带对顶卷好,再套入一段黑色塑料管内,管的两端用黑色沥青或胶粘封好即成。VS可根据需要采用TLC336A(额定通态电流3A、断重复峰值电压600V)等任意型号的双向晶闸管,其额定通态电流即为模拟固态继电器的额定工作电流,断态重复峰值电压即为模拟固态继电器的额定输出电压。如被控交流电负载为220V的感性负载,可在vs的主电极(第一阳极和第二阳极)两端并联上型号为MYHl-470/1的压敏电阻器,以防止负载产生的自感电压击穿双向晶闸管。
◆实际使用时,VD和RL构成的光电耦合器和双向晶闸管VS均可直接焊接在电路板上,也可将它们用环氧树脂灌封在合适的塑料壳内,制成与普通成品完全一样的模拟交流固态继电器。这个模拟交流固态继电器虽然电路简单(仅用了3个普通元器件)、造价低(不超过5元),但合理应用起来效果不错。笔者数年前在自己设计的霓蛆灯循环发光控制器上应用了该模拟电路,经在单位大门口长期使用,证明工作稳定可靠。
◆固态继电器导通后输出端存在一定电压降,会不可避免地产生热量,尤其在大电流工作时更显突出。为了避免固态继电器的温升超过允许值,在安装使用时必须要考虑散热效果和安装位置。一般对于5A以下的固体继电器,应尽量安装在机箱通风较好的散热窗旁边,或冷却风吹到的地方。安装时应与印制电路板保持1—2mm的间距,并可将正下方的印制电路板镂空,以利散热。当两只或多只固态继电器并排安装时,应留有适当的间距。对10A以上的固态继电器,应按照厂家提供的具体参数,根据固态继电器实际工作电流大小选配不同面积、不同热阻的散热器。安装时,固态继电器的底板和散热器安装面之间应涂抹导热硅脂,然后用螺丝拧紧。通常,当固态继电器工作电流太大或表面温度接近60。C时,应使用风扇冷却。
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