固态继电器好坏的检测方法

葫芦岛电工

固态继电器好坏的检测方法

　　固态继电器（ Solid State Relay）简称SSR，是一种由集成电路和分立元器件组合而成的“一体化”无触点电子开关器件，它采用电子线路实现继电器的功能，依靠光电耦合器（或其他耦合方式）实现控制系统（输入回路）与被控制系统（输出回路）之间的电气隔离。由于在开关过程中无机械接触部件，因此具有控制功率小、可靠性高、寿命长、无噪音、无火花、无电磁干扰、开关速度快和工作频率高等突出优点。

　　固态继电器自1974年问世以来，已在许多自动化控制装置中取代了电磁继电器，并且广泛用于电磁继电器无法应用的领域。

　　结构及原理
　　常用固态继电器几乎都是模块化的四端有源器件，其中两端为输入控制端，另外两端为输出受控端。器件中多采用光电耦合器实现输入与输出之间的电气隔离。输出受控端利用开关三极管、双向晶闸管等半导体器件的开关特性，实现无触点、无火花地接通和断开外接控制电路的目的。整个器件无可动部件及触点，可实现相当于常用电磁继电器一样的功能。其基本构成如下图所示。

　　普通固态继电器的内部等效电路如下图所示。当给固态继电器的输入端IN接上合适的控制信号时，其输出端OUT就会从关断状态变为导通状态；控制信号撤消后，输出端OUT恢复关断状态。从而实现了对输出端所接负载（注意负载应串入输出端回路）电源的无触点“开”或“关”自动控制。

　　固态继电器按输出端极性的不同，可分为直流式和交流式两大类。直流固态继电器（ DC-SSR）的电路原理参见上图（ a），其控制电压由输入端IN输入，通过光电耦合器将控制信号耦合至接收电路，经放大处理后驱动开关三极管VT导通。显然，直流固态继电器的输出端OUT在接入被控电路回路中时，是有正、负极之分的。交流固态继电器（AC-SSR）的电路原理参见上图（b），与直流固态继电器不同的是，其开关元件采用了双向晶闸管VS或其他交流开关，因此它的输出端OUT无正、负极之分，可以控制交流回路的通断。

　　由于固态继电器的输入端和输出端之间采用了成熟可靠的光电隔离等技术，这使得所接控制弱电和被控强电在电气上完全隔离，因此从各种弱电设备输出的信号可以直接加在固态继电器的输入控制端上，无需另外的保护电路等。固态继电器和传统的电磁继电器相比较，具有的优点是：工作可靠、寿命长、无噪声、无火花、无电磁干扰、开关速度快、抗干扰能力强、体积小、耐冲击、耐振动、防爆、防潮、防腐蚀，能与TTL. DTL. HTL等逻辑电路兼容，可以通过微小的控制信号实现直接驱动大电流负载的目的。正因为如此，固态继电器在很多领域正逐渐取代电磁继电器。

　　但固态继电器也存在一些缺点，主要是输出端在导通时存在一定的电压降，即本身有功耗，需采取相应的散热措施；在断开时存在一定的漏电流。另外，固态继电器的控制状态比较单一、过载能力差，并且直流继电器和交流继电器不能通用。

　　固态继电器的检测
　　（1）交、直流固态继电器的判别：通常，在直流固态继电器外壳的输入端和输出端旁，均标有“+”、“-”符号，并注有“Dc输入”、“DC输出”字样。而交流固态继电器只能在输入端上标出“+”、“-”符号，输出端无正、负之分。

　　（2）输入端与输出端的判别： 无标识的固态继电器， 万用表R×10 k 档，通过分别测量各引脚 的正、反向电阻值来判别输入端与输出端。当测出某两引脚 的正向电阻较小、而反向电阻为无穷大时，这两只引脚即为输入端，其余两脚为输出端。而在阻值较小的一次测量中，黑表笔接的是正输入端，红表笔接的是负输入端。

　　若测得某两引脚 的正、反向电阻均为0，则说明该固态继电器已击穿损坏。若测得固态继电器各引脚 的正、反向电阻值均为无穷大，则说明该固态继电器已开路损坏。

　　固态继电器怎么测好坏
　　1、测触点电阻

　　用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。

　　2、测线圈电阻

　　可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。

　　3、测量吸合电压和吸合电流

　　找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。

　　4、测量释放电压和释放电流

　　也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的10~50％，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。

　　固态继电器使用注意事项
　　（1）导通后的管压降较大，可达1～2V，对于大功率固态继电器，导通后的功耗和发热量也较大，使用时应考虑散热条件（如加散热器、风机冷却等）。

　　（2）关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，不能实现理想的电隔离。对于某些功率较小的负载（如中间继电器、接触器线圈、电磁铁等），应该选用漏电流小于1mA的固态继电器，否则会引起误动作。

　　（3）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。

　　（4） SSR为电流驱动型，在逻辑电路驱动时应尽可能地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。

　　（5）多个SSR的输入端可以串并联使用，但应满足并联驱动电流大于多个SSR的输入电流之和，串联驱动电压大于多个开启电压（以4V计算）之和。

　　（6）交流SSR适用于50Hz或60Hz的工频电网，不宜应用到高次谐波分量大的场合。例如，变频器输出端有多组负载需要分别切换时，如果采用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。