固态继电器组成、优缺点介绍，固态继电器与普通继电器的区别

时间： 2023-11-18 来源：先进光半导体官网

继电器是一类器件的总称，依据继电器的材料、特性等不同，继电器又可细分为磁保持继电器、步进继电器、高频继电器等。为增进大家对继电器的认识，本文将对固态继电器予以解读。通过本文，您可以了解到固态继电器的组成、优缺点以及固态继电器与普通继电器的区别。

一、概述

固态继电器(SSR)与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的点，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。

二、固态继电器的组成

固态继电器有三部分组成：输入电路，隔离(耦合)和输出电路。安输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与 TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。

三、固态继电器的优缺点

1、固态继电器的优点

(1)高寿命，高可靠:SSR没有机械零部件，有固体器件完成触点功能，由于没有运动的零部件，因此能在高冲击，振动的环境下工作，由于组成固态继电器的元器件的固有特性，决定了固态继电器的寿命长，可靠性高。

(2)灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好：固态继电器的输入电压范围较宽，驱动功率低，可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。

(3)快速转换：固态继电器因为采用固体其间，所以切换速度可从几毫秒至几微妙。

(4)电磁干扰：固态继电器没有输入"线圈”，没有触点燃弧和回跳，因而减少了电磁干扰。大多数交流输出国态继电器是一个零电压开关，在零电压处导通，零电流处关断，减少了电流波形的突然中断，从而减少了开关瞬态效应。

2、固态继电器的缺点

(1)导通后的管压降大，可控硅或双相控硅的正向降压可达1~2V，大功率晶体管的饱和压降压在1~2V之间，一般功率场效应管的导通电祖也较机械触点的接触电阻大；

(2)半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现理想的电隔离；

(3)由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高；

(4)电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低；

(5)固态继电器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。固态继电器的负载与环境温度明显有关，温度升高，负载能力将迅速下降；

四、固态继电器与普通继电器的区别

传统继电器与固态继电器的对比，由于涉及种类较多，下面以电磁继电器与相应固态继电器比较说明它们的区别：

1、结构区别：电磁继电器利用输入电路内电路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的：固体继电器用电子元件履行其功能而无机械运动构件，输入和输出是隔离的。

2、工作方式区别：电磁继电器是利用电磁感应的原理，通过电磁铁的力量来控制电路通断，因此，用直流电接线圈，触点可以通交、直流电：固态继电器依靠半导体器件和电子元件的电、磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能，因此，分为直流输入-交流输出型、直流输入-支流输出型、交流输入-交流输出型、交流输入-直流输出型。

3、工作状态区别：电磁继电器利用衔铁间产生的吸力作用，通、断电路，因此，动作反应慢、有噪声、寿命有限；固态继电器响应快，运行无噪音，寿命长。

4、使用环境：温度、湿度、大气压力、海拔高度、砂尘污染、化学气体和电磁干扰等要素影响中，电磁继电器普遍不如固态继电器。

5、电气性能区别：电磁继电器与相应固态继电器比较，前者驱动简单，但功耗大，隔离好，短时过载耐受性好，控制大电流、大功率场合不如后者，控制动作濒繁的电路时，寿命不如后者长。

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