固态继电器与普通继电器的区别

一、固态继电器

展品范围：常规半导体器件、功率半导体器件和模块、嵌入式系统、传感器、微机电系统、继电器、开关和...。先后主讲过《半导体器件可靠性与实效分析》、《半导体器件制造工艺》、《集成电路制造工艺》、《半导体器件物理》、《半导体材料》、《半导体特种器件》等本科生课程和《砷化钾器件物理》、《超集成电路可靠性物理》、《半导体器件可靠性物理》等课程。光学器件是通过光子的运动进行工作的器件，通过调整光的参数，比如，相位、偏振、振幅、强度或波长，来制造出光子晶体管、光逻辑元件、光子存储器件、光子探测器件、光空间调制器件等功能元器件，如光存储器件―光学双稳器件发展也很迅速，有一种半导体量子阱制成的双稳器件，这是很有可能成为光逻辑和光存储器件的，已经制造了光逻辑运算和存储阵列，它在将有望实现光高速运算。

在国际市场上,用户对部分电机产品也严格考核负载噪声,甚至是超载噪声。样机试制和批量生产都表明电磁噪声明显减少,电机的噪声指标(包括空载噪声、满载噪声、1.5～1.8倍超载噪声)都达到同类产品先进水平。机,采用上海电器科学研究所电机噪声软件对54/42和54/44两种槽配合方案下的电磁噪声进行了计算。

固态继电器原理

SSR按使用场合可以分成交流型和直流型两大类，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用。下面以交流型的SSR为例来说明它的工作原理，图1是它的工作原理框图，图1中的部件①～④构成交流SSR的主体，从整体上看，SSR只有两个输入端（A和B）及两个输出端（C和D），是一种四端器件。

工作时只要在A、B上加上一定的控制信号，就可以控制C、D两端之间的“通”和“断”，实现“开关”的功能，其中耦合电路的功能是为A、B端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道，但又在电气上断开SSR中输入端和输出端之间的（电）联系，以防止输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是“光耦合器”，它动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的绝缘（耐压）等级高;由于输入端的负载是发光二极管，这使SSR的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配，在使用时可直接与计算机输出接口相接，即受“1”与“0”的逻辑电平控制。触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路④工作，但由于开关电路在不加特殊控制电路时，将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，为此特设“过零控制电路”。

所谓“过零”是指，当加入控制信号，交流电压过零时，SSR即为通态;而当断开控制信号后，SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点（零电位）时，SSR才为断态。固态继电器电路这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染。吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌（电压）对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰（甚至误动作）而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻（压敏电阻器）。

优点

（1）高寿命，高可靠：固态继电器没有机械，由固体器件完成触点功能，由于没有运动的，因此能在高冲击，振动的环境下工作，由于组成固态继电器的元器件的固有特性，决定了固态继电器的寿命长，可靠性高。

（2）灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好：固态继电器的输入电压范围较宽，驱动功率低，可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。

（3）快速转换：固态继电器因为采用固体器件，所以切换速度可从几毫秒至几微秒。

在开关管q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。这里要注意一个问题，7317是靠短接继电器线圈的负极来实现控制的，即4脚和6脚接通，所以没有接通时6脚能没到继电器线圈反回来的24伏电压，即使将a b 声道的开关断开也能没到，因为这款功放的耳机接口也设计了一个继电器，标号为5270，它的线圈24伏电压是一通电就有的，所以不要以为测量到了三个线圈上都有24伏就认为不正常。这里要注意一个问题，7317是靠短接继电器线圈的负极来实现控制的，即4脚和6脚接通，所以没有接通时6脚能没到继电器线圈反回来的24伏电压，即使将a b声道的开关断开也能没到，因为这款功放的耳机接口也设计了一个继电器，标号为5270，它的线圈24伏电压是一通电就有的，所以不要以为测量到了三个线圈上都有24伏就认为不正常。

缺点

（1）导通后的管压降大，可控硅或双向控硅的正向降压可达1~2V，大功率晶体管的饱和压降也在1~2V之间，一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大。

（2）半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现理想的电隔离。

（3）由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。

（4）电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。

（5）固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过载保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关，温度升高，负载能力将迅速下降。

（6）主要不足是存在通态压降（需相应散热措施），有断态漏电流，交直流不能通用，触点组数少，另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。

二、普通继电器

一般是由继电器线圈和动静触点组成。动触点通过继电器线圈的电磁吸引力来动作，从而实现线路的接通与断开。所以存在机械运动。在电流达到一定程度时，触点会有火花。价格便宜且结构简单，但动作时的火花和机械运动会对它的寿命有一定影响。

传统继电器优点是：驱动简单，隔离好，短时过载忍耐性好。固态继电器电路

传统继电器缺点是：体积较大（笨重），响应速度慢（达ms级），驱动继电器的功耗较大。

三、固态继电器与普通继电器的区别

传统继电器与固态继电器的对比，由于涉及种类较多，下面以电磁继电器与相应固态继电器比较说明它们的区别：

1、结构区别：电磁继电器利用输入电路内电路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的；固体继电器用电子元件履行其功能而无机械运动构件，输入和输出是隔离的。

电磁闸门：电磁闸门是一个简单的直流继电器控制闸门，它的作用就是当检测到为真时，吸合电磁继电器，使真币进入，否则让退出。电磁继电器根据线圈的供电方式可以分为直流电磁继电器和交流电磁继电器两种，交流继电器的外壳上标有“ac”字符，直流继电器的外壳上标有“dc”字符。根据隔离开关柜的技术性能要求，分析其工作原理与空间上的局限，重点对隔离 开关的体积与空间布置、走排方式做了严格的设计控制，使用本公司自行研制的小型化直 流隔离开关(专利号zl200820075998. 1)，将联络隔离开关放置在一次隔室的上方，将两 台上网隔离开关放置在联络隔离开关的下方，这样既方便电缆下进线的接线，同时将两台 上网隔离开关柜的进线板引到直流隔离开关柜的后部进行电缆下进线的接线，既充分利用 了直流隔离开关柜宽度方向上的空间，又充分利用了直流隔离开关柜深度方向上的空间。

3、工作状态区别：电磁继电器利用衔铁间产生的吸力作用，通、断电路，因此，动作反应慢、有噪声、寿命有限；固态继电器响应快，运行无噪音，寿命长。

4、使用环境：温度、湿度、大气压力（海拔高度）、砂尘污染、化学气体和电磁干扰等要素影响中，电磁继电器普遍不如固态继电器。

5、电气性能区别：电磁继电器与相应固态继电器比较，前者驱动简单，但功耗大，隔离好，短时过载耐受性好，控制大电流、大功率场合不如后者，控制动作濒繁的电路时，寿命不如后者长。

总之，传统继电器与固态继电器的对比各有千秋，后者因其工作可靠，无触点、无火花、寿命长、无噪声，无电磁干扰，开关速度快，越来越受到欢迎。

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