1.使用固態(tài)繼電器輸出端子時,應(yīng)注意以下事項:
(1)輸入工作電壓應(yīng)合適。如果輸入電壓高于規(guī)定值,則需要外部限流電阻將輸入電流限制在輸入?yún)?shù)的規(guī)定值內(nèi)。
(2)如果傳輸端工作在噪聲環(huán)境中,應(yīng)選擇導(dǎo)通電壓與非導(dǎo)通電壓相差較大的固態(tài)繼電器,以避免輸入端噪聲干擾造成的控制誤差。
(3)固態(tài)繼電器的輸入端可以分為恒流輸入和串聯(lián)電阻限流輸入,也可以分為正邏輯和負(fù)邏輯,因此應(yīng)該根據(jù)這些不同的輸入條件來確定驅(qū)動電路。
(4)一般固態(tài)繼電器的輸入端為電流驅(qū)動,應(yīng)盡量采用低電平輸出驅(qū)動方式。
(5)電器的輸入端子可以串聯(lián)和并聯(lián),但應(yīng)滿足各固態(tài)繼電器輸入?yún)?shù)的要求。
2.使用固態(tài)繼電器輸出端子時,注意以下事項:
(1)固態(tài)繼電器的輸出負(fù)載能力隨著環(huán)境溫度的升高而降低,因此在環(huán)境溫度大于50℃的條件下工作的固態(tài)繼電器的選定負(fù)載能力必須留有一定的余量。
(2)選擇固態(tài)繼電器的輸出參數(shù)時,應(yīng)考慮額定輸出工作電壓和電流是否與實際工作電壓和電流一致。
(3)交流固態(tài)繼電器可分為過零型和隨機(jī)型。如果要考慮使用中射頻干擾的影響,應(yīng)該選擇過零固態(tài)繼電器。但是在高速通斷情況下使用過零固態(tài)繼電器時,需要注意的是,輸出動作時間相對于輸入信號會有一個延遲時間,可以計算為不超過被控交流電壓的半個周期。
(4)固態(tài)繼電器受控交流正弦波的頻率一般為40~70Hz。如果受控電源的波形和頻率超過此范圍,應(yīng)根據(jù)具體情況確定。
(5)繼電器負(fù)載多樣。因此,在選擇固態(tài)繼電器之前,我們必須首先了解負(fù)載的性質(zhì)及其對繼電器操作的影響??紤]到啟動時電網(wǎng)電壓和負(fù)載的波動一般比額定電流大幾倍,晶閘管芯片抗電流沖擊能力較差,在選擇固態(tài)繼電器的電流規(guī)格時應(yīng)留出適當(dāng)?shù)脑A俊?br />
①阻性負(fù)載:固態(tài)繼電器最簡單的應(yīng)用場合是恒阻性負(fù)載。此時,只要注意穩(wěn)態(tài)電的額定值,選擇合適的閉鎖電壓,繼電器就能可靠工作。當(dāng)在重負(fù)載循環(huán)下使用時,電流上升率(di/dt)必須限制在重復(fù)di/dt的額定限值內(nèi)。對于阻性負(fù)載,一般要求固態(tài)繼電器的電峰值電壓為所用線電壓的1.5~2倍,額定電流應(yīng)為負(fù)載額定電流的2倍。
白熾燈和電阻絲也是阻性負(fù)載,但是有負(fù)載變化的問題。因為它們在冷態(tài)時的電阻約為熱態(tài)的10%,所以負(fù)載接通時會有較大的浪涌電流。此時,如果選用普通固態(tài)繼電器,其額定電流值應(yīng)降額20%-30%。
②感性負(fù)載:感性負(fù)載本身有助于限制電流的上升速度,但電壓變化率(dV/dt)很大,往往導(dǎo)致繼電器運行不可靠。此時,可以在固態(tài)繼電器的輸出端并聯(lián)RC吸收電路。對于感性負(fù)載,一般要求固態(tài)繼電器的電氣峰值電壓為所用線電壓的2.5~3倍,而所選模塊的額定電流在負(fù)載較輕時應(yīng)為額定負(fù)載電流的2.5倍,在負(fù)載中等時應(yīng)為額定負(fù)載電流的3倍,在負(fù)載較重時應(yīng)為額定負(fù)載電流的4~4.5倍。對于重感性負(fù)載或頻繁開關(guān)的場合,繼電器應(yīng)降額,如將380伏電氣產(chǎn)品降低到220伏..
③容性負(fù)載:雖然容性負(fù)載很少使用,但在應(yīng)用中會遇到。如果沒有外部限制阻抗,電容性負(fù)載的電流上升率(di/dt)在放電時可以趨近于無窮大,所以使用電容性負(fù)載時必須限制瞬態(tài)電壓。最好的辦法是選擇零電壓導(dǎo)通的固態(tài)繼電器。
(6)浪涌電流。交流固態(tài)繼電器的涌流一般是額定電流的10倍,而DC固態(tài)繼電器的涌流是額定電流的1.5~5倍。許多負(fù)載,如白熾燈、電阻絲、電磁鐵、中間繼電器、變壓器和交流電機(jī),在接通時會產(chǎn)生很大的浪涌電流。對于上述場合使用的固態(tài)繼電器,最好選擇增強(qiáng)型固態(tài)繼電器。
輸出端應(yīng)增加保護(hù)裝置。過壓、過流和負(fù)載短路是固態(tài)繼電器永久損壞的主要原因,因此在某些場合應(yīng)增加保護(hù)裝置。比如在大負(fù)載的情況下,可以在輸出端加入RC吸收回路,可以并聯(lián)變阻器吸收瞬態(tài)電壓;增加保險絲和安全開關(guān)似乎可以防止過電流。
3.注意固態(tài)繼電器的散熱。
固態(tài)繼電器開啟時的發(fā)熱量因型號不同而異。一般印刷電路板用固態(tài)繼電器的電流容量不超過5A,開機(jī)時產(chǎn)生的熱量不大,不需要散熱器就能自然散熱。
(1)內(nèi)置固態(tài)繼電器應(yīng)用于10A以下的電流容量時,可以安裝在散熱好的金屬板上自然散熱;對于OA以上的電流容量,需要增加散熱器和自然風(fēng)冷;當(dāng)恒定電流大于30年時,應(yīng)增加一個散熱器并強(qiáng)制風(fēng)冷。
(2)由于導(dǎo)通狀態(tài)壓降,固態(tài)繼電器工作時發(fā)熱,需要安裝散熱器。安裝散熱器時,必須與產(chǎn)品的散熱面光滑平整,并在其表面均勻涂上一層導(dǎo)熱硅脂。最后,帶平墊圈和彈簧墊圈的螺釘應(yīng)對稱擰緊并固定。
(3)當(dāng)固態(tài)繼電器第一次停止工作時,應(yīng)在仍有殘余溫度的情況下擰緊固定螺釘,使固態(tài)繼電器的底板與散熱器表面緊密接觸,達(dá)到最佳散熱效果。不同類型固態(tài)繼電器的標(biāo)稱電流是環(huán)境溫度40℃時的標(biāo)稱電流,所以散熱要充分!
4.使用中要注意漏電流。
固態(tài)繼電器的輸出端設(shè)置了RC吸收電路來吸收浪涌電壓,但在關(guān)斷狀態(tài)下會增加漏電流。漏電流一般為5~10mA,不會影響5W以上的負(fù)載,但容易對小功率變壓器和電動機(jī)造成誤操作,應(yīng)引起重視。
針孔焊接固態(tài)繼電器,應(yīng)注意焊接溫度不超過260℃,焊接時間不超過10s。
5.工作環(huán)境和條件:
(1)環(huán)境適應(yīng)溫度應(yīng)在5℃至+45℃之間。
(2)工作場所應(yīng)干燥、通風(fēng)、無塵、無腐蝕性氣體。
(3)根據(jù)負(fù)載電流與環(huán)境溫度的關(guān)系,當(dāng)環(huán)境溫度高或散熱條件差時。當(dāng)前的容量應(yīng)該增加。為了防止使用過程中負(fù)載短路,需要在負(fù)載電路中串聯(lián)與本產(chǎn)品對應(yīng)的快速斷開開關(guān)或快速熔斷器。
(4)不得并聯(lián)使用幾個固態(tài)繼電器的輸出端子來試圖增加輸出電流。當(dāng)多個固態(tài)繼電器用于共享一個控制電源時,輸入端子可以串聯(lián)或并聯(lián)使用。
綜上所述,不難發(fā)現(xiàn),固態(tài)繼電器之所以在使用中需要注意這么多事項,是因為固態(tài)繼電器本身固有的缺點。能否通過技術(shù)手段改善固態(tài)繼電器的缺點,在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),使之成為一款完美的產(chǎn)品?河北左友電子科技有限公司已經(jīng)給出了這個問題的答案。河北省邢臺市清河縣2015年研發(fā)設(shè)計的電子超導(dǎo)固態(tài)繼電器滿足了這一要求,完善了固態(tài)繼電器的不足。即使在大電流工作中沒有散熱器,它也能正常工作。它還可以用于交流和DC的目的,具有廣泛的可控范圍。當(dāng)電壓范圍為1-450伏時,可由計算機(jī)接口驅(qū)動。