固态继电器过热的保护

ecbomron2011 · 发表于 2011-6-20 13:18:58

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(1)过电流的保护

固态继电器是以半导体开关器件作为功率输出部件的，对温度的变化较为敏感，过电流会使半导体芯片过热而造成品质下降,寿命降低甚至永久性损坏.虽然固态继电器在瞬间可以承受额定电流10倍以上的浪涌电流,但超过此值很容易造成永久性损坏.因而,过电流的保护是很重要的,过电流的保护方法很多,关键在于反映速度要快.对以可控硅为输出器件的交流固态继电器,由于可控硅需电流过零关断的特性则对于在10Ms(50Hz)以内超过SSR浪涌电流承受值的浪涌电流和短路电流,一般的保护电路是无效的,应考虑采用半导体器件专用的快速熔断器.熔断器的标称熔断电流不应超过SSR的标称电流值.市售的快速熔断器种类较多,但质量差异较大,请选择时加以注意.

(2)过电压的保护

当负载为感性或容性时，很可能产生大于固态继电器所能承受的瞬态电压(阻断电压)和电压上升率(dv/dt)。若保护措施不当或响应不灵敏，不仅会造成固态继电器失控，严重时还可能烧毁固态继电器或设备。因此，过电压的保护是必须的。普遍的应用是外加瞬态抑制(RC吸收)电路和电压钳位电路(双向稳压二极管、压敏电阻)。本公司在设计产品时，多数产品内部已加上RC吸收回路或压敏电阻，能起到一定保护作用，建议用户在使用时根据负载的有关参数和环境条件，认真计算和实验RC回路的选值。若满足不了，应再并联一个RC回路和压敏保护电路。在一般情况下，RC吸收回路可以有效地抑制加至固态继电器的瞬态电压和电压指数上升率(dv/dt)，压敏电阻保护电路可以吸收宽脉冲的过电压。RC吸收回路的RC值选择要经过计算和验证。经验的选择(仅供参考)是电阻在27-150欧姆、功率为2-5瓦之间，电容容量在0.01-1uf、耐压在250-500VAC之间,(例:R=51欧/2W,C=0.2uF/500VAC)精确值应在实验后确定.注意不要发生振荡.压敏电阻的选择同样要经过认真的计算和验证.一般情况下(仅供参考),在220VAC电路里使用标称470-680V、?12-16的，在380VAC电路里使用标称780-1000V、?12-16的。

(3)过热保护

如固态继电器过热，轻则失控，重则造成永久性损坏，建议加装过热保护措施，通常的做法是保证固态继电器的底板处温度不超过75-80℃。一般的温度保护电路就可以达到目的,比较经济实惠的是在散热器上靠近SSR底板处安装温控开关，温升达到限定温度时切断SSR输入信号。

固态继电器工作时，在其内部芯片上存在一定的功率损耗，这个损耗功率主要由固态继电器输出电压降与负载电流乘积决定，以发热的形式消耗掉。因此散热的好坏直接影响到固态继电器工作的可靠性，优良的热学设计可避免由于散热不良造成的失败和损坏。

一般而言，负载电流小于5A的固态继电器，利用空气对流散热即可。要求安装在有良好对流环境、两个固态继电器间距离大于一个固态继电器的宽度。电流大于10A的固态继电器应加装散热器，对于负载电流大于40A的固态继电器，根据设计体积大小，必要时要使用风冷或水冷。

一些产品手册中会提供工作电流、通态压降、热阻和相关的一些曲线供用户使用时参考。我公司为便于选择散热器，在总结固态继电器使用经验的基础上，编制了固态继电器配用散热器表，供工程技术人员参考使用。由于使用时受机箱形状、体积、安装形式和采购途径的限制，客户可根据自己的需要选用其它规格的散热器，但要求热阻相近、冷却条件相同。同时我公司可向用户提供各种标准的散热器导轨、安全罩、轴流风机，供用户选用。

[资料] 固态继电器过热的保护

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