固态继电器工作原理

固态继电器由光电耦合接口电路、触发电路、开关电路等部分组成。

1、光电耦合接口电路

光电偶合可以实现电路之间的电气隔离，且具有动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的绝缘(耐压)等级高、抗干扰能力强等特点。光电耦合是将发光元件和光敏元件组合在一起，通过发光元件把电转换成光，再利用光敏元件的光感特性将光转换成电。常用的光电耦合电路如图1所示。

没有按压按钮SB之前，输入回路断开，相当于无信号输入，发光二极管V_D因没有电流流过而不发光，光敏三极管V_T为截止状态，输出电压U_o=0（低电平“0”）；当按压按钮SB时，接通输入电路，发光二极管V_D有电流流过而发光，光敏三极管因受到光照而有电流流过，并使三极管饱和导通，输出电压U_o=+5V（高电平“1”）。从而实现光电耦合并将按钮信号转变为数字信号。

2、固体继电器

固态继电器(Solid  State  Relays)用字母“SSR”表示，这是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关器件，由于这种器件利用了三极管、双向可控硅等半导体的开关特性，因而可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，故又被称为“无触点开关”，这种无触点工作特性的元件，被广范的应用于电控系统和计算机控制领域。

（1）固态继电器的原理及结构

SSR按使用场合可以分成交流型和直流型两类，分别作为交流电路的开关和直流电路的开关，两种元件不能混用。交流型SSR工作原理框图如图2所示。

图中的部件①~④构成交流SSR的主体。由于，SSR只有两个输入端(A和B)及两个输出端(C和D)，所以是一种四端器件。工作时只要在A、B端加上一定的控制信号，就可以控制C、D两端之间的“通”和“断”，从而实现“开关”的功能。

图中利用了光电耦合电路①，其功能是将A、B端输入的控制信号变为开关信号（数字信号），这样可使SSR的输入端很容易做到与任何输入信号相匹配，故可直接与计算机输入、输出接口相接，即受逻辑电平“1”与“0”的控制。

触发电路②的功能是产生符合要求的触发信号，驱动开关电路④工作，过零控制电路③的作用是：当AB端加入控制信号时，即使交流电压过零，SSR也为导通状态；只有当断开AB端的控制信号后，SSR在交流电过零(零电位)时，才转换为断开状态。这样可防止电路在开、关过程中产生的高次谐波对电网形成污染。

吸收电路⑤是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌电压对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作)而设，一般采用R-C串联电路或非线性电阻(压敏电阻器)组成吸收电路。图3是一种典型的交流型SSR的工作原理图。