工业固态继电器SSR及其应用
来源：Littelfuse(力特)
发布时间：2025-10-13
固态继电器前期讲过板载式，主要用于安防、智能电表、工控以及BMS高压绝缘检测等，内部构造为光耦配上MOSFET为主，作为信号控制与检测，电流小、电压范围宽的优点。
本期介绍的产品主要用于工业领域的固态继电器，具有交直流信号mA级驱动，以及交流A级输出能力，可以作为电机控制与加热应用。
固态继电器的结构与等效电路
如下为比较简单的结构示意图，输入端给交流或者直流驱动信号，输出端口即开通，可以驱动负载工作，驱动信号的频率可以调节负载功率。
内部等效电路图如下，第一张图可以看出直流信号直接驱动光耦，从而控制可控硅开通，由于负载是交流，如果驱动信号消失，可控硅在负载电压过零时关断，等待下一个驱动信号重新开启，如果直流驱动信号一直在的话，那可控硅可以一直导通带载，因此驱动信号的改变可以直接调整输出功率与频率。
第二张图为交流驱动信号，通过整流桥转化为直流信号，驱动光耦动作，从而起到控制负载可控硅的作用，工作原理与直流信号类似。
从结构图与等效电路图可以看出，固态继电器为4端口电路，纯电力电子器件构成，没有开关触点。而传统的电磁式继电器是由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成，当电路输入信号时，线圈在电芯中产生磁场，吸引衔铁动作，从而使得常闭触点断开或者常开触点闭合，因此电磁式继电器为磁感应原理的机械结构件。
固态继电器与电磁式继电器对比
控制功率：电磁式继电器功率扩充比较简单，加大导线以及触头接触面积即可，而固态继电器需要加大功率器件面积以及散热要求高一些，电磁式继电器适用于电压电流会更宽一些。
稳定性：固态继电器纯电力电子器件，而电磁式继电器处于机械结构件，在潮湿环境下线圈容易氧化，频繁动作触点也会有一定程度磨损，固态继电器更适用于矿山、燃气、坑道等恶劣环境条件下。
安全性：电磁式继电器不适用于易燃易爆等危险环境，因为动作时会产生火花，而固态继电器没有该问题。
成本：电磁式继电器成本相对较低，固态继电器成本高一些，尤其是随着电流的增加芯片面积增加，成本显著提高。
噪声：电磁式继电器由于有触头动作会产生噪声，而固态继电器电子元件没有该问题，同时可以减少dv/dt干扰以及规避触头闭合时的抖动问题。
开关速度：电磁式继电器响应时间为毫秒级，而固态继电器响应时间为微秒级，可以满足高频动作需求。
开关电压：电磁式继电器通过调整触头的间隙可以调整动作电压，而固态继电器电压取决于可控硅的耐压，相对而言会更受限。
负载电流：负载电流与控制功率是一样的，电磁式继电器容易扩容，而固态继电器受芯片限制，增加成本的同时也会需要更好的散热条件，耐受电流冲击能力也会弱一些。
关断漏电流：电磁式继电器关断后没有漏电流，而固态继电器为可控硅本体的漏电流，会一直存在。
固态继电器的应用
固态继电器的应用固态继电器非常适用于工业应用，尤其对于可靠性要求高，开关动作频繁的应用，相比于可控硅来说，固态继电器集成了可控硅、驱动电路、检测回路以及浪涌吸收回路，可以说可控硅是单一的开关元件，而固态继·电器是一个成品。
Littelfuse固态继电器产品
Littelfuse SRP1系列具有更高可靠性与超过70万次的寿命，提供直流4-32Vdc驱动与交流90-280Vac驱动两个可选方案，电流覆盖范围10-50A，输出电压有24-240Vac以及40-600Vac，开关类型有过零与瞬态可选。
后续也会有更多的产品出来，电流往上走的时候就变为固态接触器，优点也是一样的，无触点无开关火花，特别适用于高可靠性要求以及动作频繁的应用领域。鉴于电流的增加对于半导体功率器件的要求也是成倍增加，因此固态接触器在辅助接触器或者预充软起应用会有更快的突破口，半导体的开关会产生电压尖峰，Littelfuse可以同步提供MOV/TVS等作为浪涌保护。
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