单相固态继电器

1.产品概述

固态继电器(亦称固体继电器)英文名称为Solid State Relay,简称SSR。它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件,单相SSR为四端有源器件,其中两个输入控制端,两个输出端,输入输出间为光隔离,输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后,输出端就能从断态转变成通态。

2 型号列表

单相交流固态继电器型号命名规则

型号

特点

S S R - cccDccc

普通过零型

S S R - cccDcccP

普通随机型

S S R - H cccDccc

增强过零型

S S R - H cccDcccP

增强随机型

单相交流固态继电器型号一览表
型号
电压等级
220VAC
380VAC
480VAC
电流等级
过零型
随机型
过零型
随机型
过零型
随机型





线



2A
220D02
220D02P
380D02
380D02P
-----
-----
3A
220D03
220D03P
380D03
380D03P
-----
-----
立式3A
220D3L
220D3LP
380D3L
380D3LP
-----
-----
4A
220D04
220D04P
380D04
380D04P
-----
-----
5A
220D05
220D05P
380D05
380D05P
-----
-----
6A
220D06
220D06P
380D06
380D06P
-----
-----





10A
220D10
220D10P
380D10
380D10P
480D10
480D10P
25A
220D25
220D25P
380D25
380D25P
480D25
480D25P
40A
220D40
220D40P
380D40
380D40P
480D40
480D40P







15A
H220D15
H220D15P
H380D15
H380D15P
H480D15
H480D15P
30A
H220D30
H220D30P
H380D30
H380D30P
H480D30
H480D30P
45A
H220D45
H220D45P
H380D45
H380D45P
H480D45
H480D45P
60A
H220D60
H220D60P
H380D60
H380D60P
H480D60
H480D60P
75A
H220D75
H220D75P
H380D75
H380D75P
H480D75
H480D75P
100A
H220D100
H220D100P
H380D100
H380D100P
H480D100
H480D100P
120A
H220D120
H220D120P
H380D120
H380D120P
H480D120
H480D120P
150A
H220D150
H220D150P
H380D150
H380D150P
H480D150
H480D150P





85A
H220D85
H220D85P
H380D85
H380D85P
H480D85
H480D85P
125A
H220D125
H220D125P
H380D125
H380D125P
H480D125
H480D125P
155A
H220D155
H220D155P
H380D155
H380D155P
H480D155
H480D155P
190A
H220D190
H220D190P
H380D190
H380D190P
H480D190
H480D190P
240A
H220D240
H220D240P
H380D240
H380D240P
H480D240
H480D240P
290A
H220D290
H220D290P
H380D290
H380D290P
H480D290
H480D290P
350A
H220D350
H220D350P
H380D350
H380D350P
H480D350
H480D350P
400A
H220D400
H220D400P
H380D400
H380D400P
H480D400
H480D400P
500A
H220D500
H220D500P
H380D500
H380D500P
H480D500
H480D500P
扩展型
380D02E
380D02PE
380D06E
380D06PE

 

注1:某些负载功率小的应用场合(如中间继电器、接触器的线圈、电磁吸铁微功率电动机等负载)我们可以定制漏电流小于1mA的固态继电器(相应SSR型号后加e)。

注1:本公司生产的SSR(除功率扩展SSR外)内部均有RC吸收回路,而用于功率扩展的SSR要求内部无RC回路,在型号最后一位加E表示,如380D02E, 380D02PE等。

注3:特殊规格可向我公司电话咨询定制。

3 产品外型

2A,3A SSR

该产品规格型号为2A, 3A针插式, 普通型固态继电器, 电压等级为220V,380V,型号前省略SSR,以下单相产品均省略SSR.

 
3A SSR

该产品型号规格为3A立式,针插式普通型固态继电器

4A SSR

该产品型号规格为4A立式,针插式,普通型固态继电器


5A SSR

该产品型号规格为5A针插式,普通型固态继电器,金属铝外壳。

6A SSR

该产品规格型号为6A插片式普通型固态继电器

10-40A SSR

该产品规格型号为10-40A长方形安装式普通型固态继电器



15-150A SSR

该产品规格型号为15-150A长方形安装式增强型固态继电器

85-155A SSR

该产品规格型号为85-155A长条形安装式增强型固态继电器

190-350A SSR

该产品规格型号为190-350A长条形安装式增强型固态继电器

400-500A SSR

该产品规格型号为400-500A长条形安装式增强型固态继电器

4 接线示意图

引脚说明:

① + :直流控制输入正级

② - :直流控制输入负极

③ ~ :交流输出触点(无极性)

④ ~ :交流输出触点(无极性)

5 性能参数表

控制输入电压 过零型(除立式3A) 3 ~ 32 VDC
立式3A过零型 3 ~ 12 VDC
随机型 4 ~ 8 VDC
控制输入电流 过零型 >= 5mA
随机型 >= 10mA
输出端使用电压范围 220V SSR 24 ~ 250VAC
380V SSR 24 ~ 430VAC
480V SSR 24 ~ 500VAC
断态峰值截止电压 220V SSR >= 600VP
380V SSR >= 900VP
480V SSR (电流<= 45A ) >= 1100VP
480V SSR (电流> 45A ) >= 1200VP
浪涌电流(电网一周)   700%
静态电压上升率dVs/dt 普通型 100V/μs
增强型 100V/μs
换向电压上升率dVc/dt 普通型 10V/μs
增强型 100V/μs
漏电流 2A、3A、4A、5A、6ASSR <= 2mA
大于等于10A的SSR <= 12mA
过零区域 过零型 ±15V
输出通态压降   < 3V
绝缘电阻 输入、输出及外壳间 ≥ 1000MΩ
绝缘电压 输入、输出及外壳间 ≥ 2000VAC
使用温度范围   -30℃ ~ +75℃
SSR开启最大延时 过零型 10 ms
SSR关断最大延时   10 ms
适用电网频率   50HZ(60HZ)

6 选型指导

过零型 用于开关控制场合
随机型 与移相触发模块配套用于调压
普通型 小电流模块或dv/dt要求较低场合
增强型 大电流模块或dv/dt要求较高场合
220V 220V纯阻性负载
380V 220V感性负载或380V纯阻性负载
480V 380V感性负载
电流容量选择 ① 阻性负载时,选取SSR的电流等级宜大于等于2倍的负载额定电流。
②负载为交流电动机时,选取SSR的电流等级须大于等于6-7倍的电动机额定电流。
③交流电磁铁、中间继电器线保、电感线圈等负载时,选取SSR的电流等级宜大于等于4倍的负载额定电流。
④电力补偿电容器类负载时,选取SSR的电流等级须大于5倍的负载额定电流。
⑤变压器时要求大于等于5倍变压器初级额定电流,特种感性、容性负载则应根据实际经验还须放大SSR的电流余量。

7 散热器选配

单相SSR在导通时的最大发热量按实际工作电流×1.5W/A来计算,在散热设计时,应考虑到环境温度,通风条件(自然冷却、风扇冷却)及SSR安装密度等因素。

固态继电器与散热器安装面间须涂一薄层导热硅脂。

① 2A、立式3A、4A为塑料外壳,3A为金属外壳,5A为铸铝锌合金外壳,均为插针焊接,印刷板上使用,自然冷却。

② 6A为铸铝锌合金外壳,插片连接式电极,小体积安装式,固定在金属板上使用。

③ 10A-150A长方形固态继电器为铜(或铝)底板,塑料外壳,镙钉压紧式电极,固 定在散热器上使用。固定单只长方形 SSR 散热器可选择E-18、E-30、F-30、F-40、F-50、F-60、F-80等;如三只长方形SSR(作为一组三相“开关”)组合装在一块散热器上,则可选择E-70、F-120、G-220。

④ 85A、125A、155A、190A、240A、290A、350A、400A、500A长条形固态继电器为铜底,工程塑料外壳,大电流片状电极,固定在散热器上使用,固定单只长条形SSR的散热器可选择F-80及A系列散热器等;三相负载功率较大时一般多采用三只长条形固态继电器作为一组三相“开关”(比一只三相固态继电器优越),三只长条形SSR装在一只带风扇冷却的A系列散热器上作为一个三相功率组件(散热器上装一只75度温度开关)。

单相固态继电器 方块型 E-18 | E-30 | F-30 | F-40 | F-50 | F-60 | F-80
长条形 F-80 | A-150 | A-250 | A-330 | A-450
方块型 x 3 E-70 | F-120 | G-220
增强型 x 3 A-250 | A-330 | A-450 | A-600 | A-700

 

8 其他说明及注意事项

8.1、SSR为电流驱动型

在逻辑电路驱动时应尽可能采用低电平输出进行驱动,以保证有足够的带负载能力和尽可能低的零电平。下图(前两图)为正确的灌电流驱动的电路图:

 

8.2、SSR输入端的串并联

多个SSR的输入端可以串、并联,但应满足每个SSR高电平时,过零型触发电流大于5mA,随机型大于10mA,低电平电压小于1V。也即并联驱动电流应大于多个SSR的输入电流之和;串联时驱动电压应大于多个开启电压(以4V计算)之和。

8.3、RC吸收回路和断态漏电流以及测试SSR时应注意的事项

RC吸收回路的作用为吸收浪涌电压和提高静态dV/dt指标,但SSR内部的RC回路带来断态漏电流,一般来说2A-6A的SSR漏电流对10W以上功率的负载(如电机)基本无影响,10A以上的SSR漏电流对50W以上功率的负载基本无影响。另外在实际应用大感性负载场合,还可以在SSR两输出端再并联RC吸收回路以保护SSR。
有些用户如负载功率小(如中间继电器、接触器的线圈、电磁吸铁微功率电动机等负载)我们可以定制漏电流小于1mA的固态继电器(相应SSR型号后加e)。

用于功率扩展场合的固态继电器(型号后加E),在其内部应无RC回路,这是由于RC回路的充放电会产生误动作。

万用表电阻档测量出固态继电器交流两端电阻接近为零时,说明此固态继电器内部的可控硅已损坏。除此以外,判断固态继电器的好坏必须采用带负载的电路(见常见问题)。

8.4、固态继电器电压等级的选取及过压保护

当加在固态继电器交流两端的电压峰值超过SSR所能承受的最高电压峰值时,固态继电器内的元件便会被电压击穿而造成SSR损坏,选取合适的电压等级和并联压敏电阻可以较好地保护SSR。


a、交流负载为220V的阻性负载时可选取220V电压等级的SSR。
b、交流负载为220V的感性负载或交流负载为380V的阻性负载时可选取380V电压等级的SSR。
c、交流负载为380V的感性负载时可选取480V电压等级的SSR(480V等级的SSR还具有更高的静态dv/dt指标);其他要求特殊、可靠性要求高的场合如电力补偿电容器切换、电动机正反转等均须选取480V电压等级的SSR。
d、交流负载的电压小于100VAC以下场合时,选择固态继电器最好向我公司咨询定制。

SSR过压的保护:除SSR内部本身有RC吸收回路保护外,还可以采取并联金属氧化物压敏电阻(MOV),MOV面积大小决定吸收功率,MOV的厚度决定保护电压值。一般220V系列SSR可选取500V-600V的压敏电阻,380V系列SSR可选取800V-900V的压敏电阻,480V系列SSR可选取1000V-1100V的压敏电阻。(注:我公司的SSR规定不能使用在大于500VAC的电网上)。

请用户特别注意:压敏电阻电压值选取太小,容易造成经常烧毁压敏电阻而短路(但SSR不损坏);电压值选取太大,又起不到保护SSR的目的,故应用本公司SSR,如采用压敏电阻,请尽量选定在上述范围内。

 

8.5、固态继电器电流等级的选取及过流保护

过流(最严重的情况为负载短路)是造成SSR内部输出可控硅永久性损坏的最主要原因。快速熔断器和空气开关是过流保护方法之一,小容量SSR也可选用保险丝;许多负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流,由于散热不及,浪涌电流与过流一样也是造成SSR内部输出可控硅损坏的最主要原因之一。因此选取固态继电器时,保证一定的电流余量是极其重要的。


a、阻性负载时,选取SSR的电流等级宜大于等于2倍的负载额定电流。
b、负载为交流电动机时,选取SSR的电流等级须大于等于6-7倍的电动机额定电流。
c、交流电磁铁、中间继电器线保、电感线圈等负载时,选取SSR的电流等级宜大于等于4倍的负载额定电流,变压器时要求大于等于5倍变压器初级额定电流,特种感性、容性负载则应根据实际经验还须放大SSR的电流余量。
d、电力补偿电容器类负载时,选取SSR的电流等级须大于5倍的负载额定电流。


(注:由于SSR内部的可控硅在负载短路时的过流烧毁速度与快速熔断器的熔断速度在同一数量级内,故快速熔断器并不能百分之一百地保护SSR。选取快速熔断器的电流等级的原则为略大于最大负载电流,而固态继电器的电流等级则尽可能大,这样快熔就能比较可靠地保护SSR。电动机、电力补偿电容器类负载因有很大的开启冲击电流,故宜选取空气开关作保护。空气开关分“慢速”和“快速”两类:“慢速”类主要应用于如电动机、电力电容器等有很大启动冲击电流的负载;“快速”类主要应用于阻性、其他感性类负载。空气开关的保护速度低于快熔,因此在负载短路时也不能百分之一百地保护SSR。)

8.6、SSR的发热与散热

单相SSR在导通时的最大发热量按实际工作电流×1.5W/A来计算,在散热设计时,应考虑到环境温度,通风条件(自然冷却、风扇冷却)及SSR安装密度等因素。

具体见资料下载中“器件的发热及散热器的选择”。

固态继电器与散热器安装面间须涂一薄层导热硅脂。

8.7、电网频率

SSR应用于50Hz或60Hz的工频电网上,不宜于低频或高次谐波分量大的场合,如变频器输出端有多组负载需要分别切换,采用SSR作为开关则可能由于高次谐波使其不能可靠关断,并且高次谐波还可能使SSR内部的RC吸收回路因过热而炸裂。

8.8、固态继电器两交流端无极性

8.9、SSR功率扩展接线示意图

(功率扩展后仍具有过零特性或随机特性,功率扩展SSR的型号为:380D02E、380D02PE、380D06E及380D06PE)

扩展ssr示例

8.10、单相交流电机正反转控制接线示意图

电机正反转控制

 

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