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欧姆龙继电器的工作原理.doc

欧姆龙继电器的工作原理

都要微笑baby
2017-10-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《欧姆龙继电器的工作原理doc》,可适用于财会税务领域

欧姆龙继电器的工作原理欧姆龙固态继电器工作原理固态继电器SSR的定义SSR和有接点继电器的不同所谓SSR是固态继电器SolidStateRelay的简称是无可动接点部分的继电器无接点继电器。在动作上与有接点继电器相同但是该继电器使用半导体闸流管、晶闸管开关元件、二极管、晶体管等半导体开关元件。另外也使用名为光电耦合器的光半导体使其输入输出绝缘。光电耦合器的特点是用光的信号在绝缘空间中进行传送所以绝缘性更好传送速度也更快。SSR是用无接点的电子零件制造的比有接点的有很多优点。其中最大的优点是不会像有接点继电器一样因开关而损耗接点。特别是:可以对应高速、高频率开关没有接触不良发生干扰小没有动作音等适用于广泛的领域。固态继电器SSR的构成固态继电器SSR交流负载开关的代表示例电磁继电器EMR:ElectroMagneticRelay向线圈施加输入电压使其发生电磁力移动可动铁片从而切换接点。不仅可在控制柜上使用还可用于其他范围。而且原理简单可低成本加工。SSR的控制ONOFF控制、循环控制、循环控制中的注意点相位控制进行循环控制时每秒钟接通电源ONOFF控制接受温控器的电压输出信次控制周期为S。号通过开关SSR来控制加热器的由于变压器负载中的接通电流非常大ONOFF。在电磁继电器中也可进行相同通常电流的倍左右的控制但是以数秒间隔控制ONOFFSSR的额定没有余量导致SSR的破使用数年时需要SSR。坏。循环控制GAEA以秒固定为负载电路上的断路器发生触发。控制周期。其方式是使其在秒内可能出现以上情况。因此循环控制中ONOFF从而控制输出电力。不能进行变压器一次侧的电力控制。接受温控器的电流输出mA来控制。相位控制接受温控器的电流输出,mA的信号使输出量每半循环发生变化。可进行高精度的温度控制多用于半导体制造装置中。MOSFET继电器的构成和动作原理MOSFET继电器是在输出元件中使用功率MOSFET的SSR。为使功率MOSFET动作光电二极管阵列作为受光元件使用。输入端子中有电流流过时LED会发光。这个光使光电二极管阵列中发生光电流这使栅极电压使功率MOSFET置于ON。用源共通连接个功率MOSFET可控制AC负载。DC专用的类型中有带个电源MOSFET的类型。信号用MOSFET继电器GVM不含变阻器。MOSFET继电器的名称该商品为新型商品在各个公司有各种名称、商标。下表表示信号用相当于GVM的示例。厂商名样本上的名称东芝光继电器松下电工PhotoMOS继电器日本电气光MOSFET继电器冲电气光MOS开关冲田制作所PhotoDMOSFET继电器HPSolidStateRelay欧姆龙MOSFET继电器SSR的内部电路构成例过零负载触绝缘电路构成型号规格发方式功能GHGB交流负有光电耦GF载用,合器GNAAC输入GNE光电三GJ端双向无GF可控硅GH开关GTAOAGPAVD光电三GPB单相有端双向GNADC输,可控硅入开关GNE光电三有端双向GPBN三,可控硅相,开关光电三有端双向GPBN三,可控硅相,开关GNAB型GNH有光电耦GPAB,合器型GPBB型GFD、GHD直流负光电耦GBD载用合器GTAODGNAD交光流直电霍无GFM流尔耦负载用合器,过零触发功能具有过零触发功能的SSR在交流负载电压为零或接近零时动作。具有过零触发功能的SSR有以下效果。减小负载接通时的爆裂噪声。在灯、加热器、马达等的负载中由于抑制了接通电流可以减轻对电源的影响还可以减小接通电流保护电路。,V型的输出开关元件上使用了晶闸管。固态继电器用语说明SSR用语集固态继电器用语说明光电耦合器光电三端双向传送输入信号的同时使输入和输出绝缘。开关耦合器电路过零触发电路在交流负载电压的零相位附近开始动作的电路。功能参照页触发电路控制开关负载电流的晶闸管开关的触发信号的电路。由R、C构成抑制施加到晶闸管开关等上的急剧启动电压缓冲电路防止SSR晶闸管开关误启动的电路。额定电压输入信号的标准电压。使用电压输入信号的容许电压范围。输入电路、限制电阻的阻抗。恒电流输入电路方式随输入电输入阻抗输入压发生变动。动作电压从输出断开状态到接通状态时的输入电压的最小值。复位电压从输出断开状态到接通状态时的输入电压的最大值。输入电流施加额定电压时流过的电流值。可以在负载开关及连续断开状态下使用的电源电压的有效负载电压值。在指定的冷却条件散热片的大小、材质、厚度、环境温度最大负载电流散热条件等下可以连续流经输出端子的最大电流的有效值。输出处于断开状态施加指定负载电压时流经输出端子之间输出漏电流的电流。在指定的冷却条件散热片的大小、材质、厚度、环境温度输出ON电压下散热条件等下通过最大负荷电流时出现在输出端子之间的降电压的有效值。最小负载电流SSR可以正常开关负载的最小负载电流。性能动作时间向输入施加规定的信号电压后直到输出接通的延迟时间。切断施加到输入上的信号电压后直到输出断开为止的延迟复位时间时间。在输入端子,输出端子之间以及输入输出端子,金属外壳绝缘电阻散热片之间施加直流电压时的电阻。输入端子,输出端子之间以及输入输出端子,金属外壳散耐压热片之间可以忍耐分钟以上的交流电压的有效值。使用环境温在规定的冷却、输入输出电流条件下SSR可以正常动作使用度、湿度的环境温度、湿度范围。保存温度不施加电压可以放置保存的温度范围。接通电流耐量SSR的可流动非反复的电流最大值。表示商用频率、周期,的波高值。其他反向电压负载开关时、切断时产生的非常急剧的电压。为了正常开关极小负载而用于增加视在负载电流与负载并泄放电阻联的电阻。,以往是以「投入电流耐量」来表现的但这与负载的浪涌电流容易混淆因此改为「接通浪涌电流耐量」。固态继电器使用注意事项使用SSR前实际使用SSR时有时会发生预想不到的事故。为此必须尽可能地进行测试。例如考虑SSR特性时经常必须考虑到各产品的差异。有关目录中记载的各额定性能值如果没有特别指明则所有值都是在JISC标准试验状态温度,、相对湿度,RH、气压,kPa下的值。确认实际设备时除了负载条件以外还必须在和实际使用状态相同的条件下确认使用环境。关于输入电路关于输入侧的接线SSR的输入阻抗有一定参差应避免若干个输入的串联连接否则容易造成误动作。关于输入噪声SSR动作时间及动作所需的功率极小因此必须控制影响到INPUT端子的噪声。如果噪声施加到端子会引起误动作。以下是针对脉冲性噪声和感应性噪声的对策举例。脉冲性噪声利用C、R吸收噪声非常有效。下图是针对光电耦合器方式的SSR选择C、R的实例。为满足SSR的输入电压在R和电源电压E的关系上确定R的上限。C变大时由于C的放电复位时间将变长。请注意上述点确定C、R。感应噪声请不要将输入线路和动力线并排设置。感应噪声可能导致SSR误动作。当感应噪声在SSR的输入端子处感生电压时必须通过绞合线电磁感应、屏蔽线静电感应将影响SSR输入端子的感应噪声引起的感应电压控制在SSR的复位电压以下。此外对高频设备发出的噪声请附加C、R滤波器。关于输入条件关于输入电压的纹波输入电压中有纹波的场合请将峰值电压设定在使用电压的最大值以下谷值电压设定在使用电压最小值以上后使用。漏电流对策通过晶体管输出驱动SSR的场合有时会由于断开时晶体管的漏电流导致复位不良。作为对策请如下图所示连接泄放电阻R设置加在泄放电阻R两端的电压E在SSR复位电压的以下。利用下列公式计算泄放电阻R。REIL,IE:加在泄放电阻R两端的电压SSR复位电压的IL:晶体管的漏电流I:SSR的复位电流目录中没有记载SSR复位电流值因此要按以下公式计算。SSR的复位电流,复位电压的最小值输入阻抗恒定电流输入电路的SSRGNA、GPA、GPB等以mA计算。下面以GMPDC为例进行计算。复位电流I,VkΩ,mA泄放电阻值R,V×IL,mA开关频率如果是交流负载开关请将开关频率控制在Hz下使用如果是直流负载开关请将开关频率控制在Hz以下使用。如果超出上述开关频率使用则可能导致SSR的输出跟不上。输入阻抗在输入电压有一定宽度的SSR如GF、GH中有些机种的输入阻抗会随着输入电压发生变化输入电流也随之发生变化。用半导体等驱动SSR的场合电压会导致半导体故障请对设备进行确认后使用。下面是代表例。关于输出电路关于交流开关型SSR输出处的噪声、浪涌SSR使用的交流电源中叠加有能量较大的浪涌电压的场合由于插入SSR的LOAD端子之间的C、R缓冲电路内置在SSR中的抑制能力不足会超出SSR瞬态峰值电压导致SSR的过电压破坏。要测定浪涌在很多情况下都是比较困难的基本上都是采用增加变阻器。最终使用阶段可确认没有浪涌的场合除外。GNA、GS、GPA、GPB、GPC、GNE、GJ、GNH、GH、GDZ、GRZ、GFM以外的机种中没有内置浪涌吸收用可变电阻。请务必在开关感性负载时实施附加浪涌吸收元件等浪涌对策。下面是附加了浪涌电压吸收元件时的对策举例。本公司是在以下条件下通过耐冲击电压试验来确认SSR涑霾嗄土康摹可变电阻电使用电压浪涌耐量压AC,V,V用AC,VA以,V用上AC,V,V用关于输出侧的连接请避免SSR输出侧的并联。SSR的场合不可能出现输出侧两头都为ON的情况因此负载电流不会增加。关于直流开关型SSR的输出处的噪声浪涌连接螺线管、电磁阀等负载时请连接防止反电动势的二极管。施加超出SSR输出元件耐压的反电动势时会导致SSR输出元件的破坏。作为相应措施可以将表的元件和负载并联插入。参照下图吸收元件中二极管方式是抑制反电动势效果最好的。但螺线管、电磁阀的复位时间会变长。请在实际使用电路上确认后使用。另外可以使用二极管和齐纳二极管缩短复位时间。在这种情况下齐纳二极管的齐纳电压Vz越高复位时间越短。表吸收元件例参考二极管的选择方法耐电压,VRM电源电压×正向电流,IF负载电流齐纳二极管的选择方法齐纳电压,VZ,SSR的集电极发射极之间电压,电源电压V齐纳浪涌功率,PRSM,VZ×负载电流×安全率,,如果齐纳电压Vz增高则齐纳二极管的容量PRSM将变大。关于DC输出型中的AND电路在以下电路中请使用GDZ、GRZ。在一般情况下SSR也可能出现复位不良。关于自保持电路要使用自保持电路时请利用有接点继电器构成电路。SSR中不能组成自保持电路。关于各负载的SSR的选择下面显示各负载中浪涌电流的实例。加热器阻性负载没有浪涌电流的负载。一般和电压输出的温度控制器组合用于开关加热器。还可以使用带过零触发功能的SSR大幅抑制噪声的产生。但是该种负载不包括纯金属类、陶瓷类的加热器。纯金属类、陶瓷类的加热器在常温下电阻值较低因此SSR中流过过载电流可能导致SSR破坏。开关纯金属类、陶瓷类的加热器时请选择电力调整器GPX的长时间软启动类型或恒定电流类型。灯负载白炽灯、卤素灯等接通电流很大。额定电流的约,倍请选择SSR使得该接通电流的峰值在SSR接通电流耐量的以下。参照下图的重复曲线,虚线,重复施加超出接通电流耐量的接通电流会导致SSR输出元件的电流破坏。马达负载马达启动时会有相当于额定电流,倍的接通电流流过。另外接通电流流通的时间也会变长。因此测定实际使用状态下的接通电流及启动时间后选择SSR使得接通电流的峰值在SSR接通电流耐量以下。SSR关闭时由于马达发出的反电动势可能会导致SSR的破坏请实行过电压保护。变压器负载SSR关闭瞬间,ms之内会有,倍的励磁电流流过SSR。如果次级无负载励磁电流最大。请选择SSR使得该励磁电流在SSR接通电流耐量以下。半波整流电路有些交流用电磁计数器及螺线管内置有二极管半波整流。该负载中只加有SSR的输出电压的半波。为此在带过零触发功能的SSR中可能导致无法关闭。对此可以采取以下两种方法解决。连接流过SSR负载电流约的电流的泄放电阻。使用无过零触发功能的SSR。但半波整流的制动器线圈的开关则不受此限制请另行商谈。全波整流负载有些交流用电磁计数器及螺线管内置有二极管全波整流。这种负载中的负载电流会如下图所示变为接近于矩形波的波形。因此交流用SSR在输出元件中使用晶闸管开关电路电流不为元件不断开如果负载电流波形为矩形波可能导致SSR复位不良。开关全波整流的负载时请选择V型或功率MOSFET继电器。V型SSRV型SSRGFSLV、GHSLV功率MOSFET继电器GDZ、GRZ、GFM小容量负载SSR中没有输入信号时输出LOAD处会流过数mA的漏电流IL。为此如果该漏电流大于负载的复位电流会引起复位不良。请增加SSR开关电流的泄放电阻R和负载并联以解决问题。变频器负载请不要将变频器控制的电源作为SSR的负载电源使用。变频器控制的波形会变为矩形波因此dVdt非常大会引起SSR误启动导致复位不良。在输入处使用变频器控制的电源的场合只要电源的有效值在SSR的使用电压范围内就可以使用。电容性负载SSR关闭时电源电压电容器的电荷电势施加到SSR的两端因此请选择SSR使得可使用电压在电源电压的倍以上同时使得充电电流在SSR接通电流耐量以下。关于使用负载电源关于整流的电源通过全波整流或半波整流将交流电源作为直流负载电源使用时请设定负载电源的峰值电源不超出SSR使用负载电源的最大值。在这样的情况下会变成过电压导致SSR输出元件破坏。关于交流负载电源的使用频率关于交流负载电源的使用频率请控制在,Hz。关于交流低电压负载在SSR的使用负载电压范围的最小值以下使用负载电源时施加到负载上的电压的损失时间比在SSR使用电压范围内使用负载电源时的时间长。下图是负载例。损失时间AltB。在实际使用时为了避免该损失时间导致的问题请确认后使用。另外如果负载电压低于触发电压则SSR不能接通因此请将负载电压设定在ACV以上。GPAVD、GNAB为ACV关于相位控制的交流电源相位控制的电源不能使用。使用环境以及保存环境的注意事项关于使用环境温度规定的是在并非充满热气的条件下SSR的使用环境温度额定值。为此如果是通风、换气等散热条件恶劣、充满热气的环境则会超出使用环境温度额定值导致SSR的故障及烧坏。使用时请实施散热设计满足各机种中的“负载电流环境温度额定值”。另外有时会因为环境条件气候条件、室内空调条件等及使用条件密闭盘内安装等引起SSR的使用环境温度变高请注意。关于使用环境以及保存环境请不要在下述场所中使用或保存会引起故障、误动作、特性劣化。阳光直接照射的场所。环境温度超出,,范围的场所。相对湿度超出,RH的场所温度急剧变化、会出现结露的场所。环境温度超出,,范围的场所。存在腐蚀性气体、易燃性气体的场所。尘埃、盐分、铁粉较多的场所。本体上有直接振动、冲击的场所。水、油、药品等飞散的场所。长期保存SSR时长期保管时端子表面受到大气直射会因氧化等导致端子焊接性劣化。因此在实际安装长期保存后的基板时请

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