如何使用MOSFET的固态继电器（SSR）电路？

时间： 2024-05-12 来源：先进光半导体官网

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固态继电器是高功率电气开关，其工作原理不涉及机械触点，而是使用诸如MOSFET的固态半导体来切换电气负载。SSR可通过很小的输入触发电压和可忽略的电流用于高功率负载的工作。这些设备可用于操作大功率交流负载和直流负载。与机电继电器相比，固态继电器具有一些独特的功能，因此效率很高。

SSR的主要特点和优势

固态继电器或SSR的主要特征和优点是：

•使用最少数量的普通电子零件即可轻松构建SSR

•由于没有机械接触，它们的工作没有任何形式的喀哒声。

•固态也意味着SSR的开关速度比传统的机电类型快得多。

•SSR不依赖外部电源来接通电源，而是从负载本身提取电源。

•它们使用的电流可以忽略不计，因此不会耗尽电池供电系统中的电池。这也确保了设备的空闲电流可以忽略不计。

使用MOSFET的基本SSR工作原理!

在我以前的一篇文章中，我解释了如何将基于MOSFET光耦的双向开关用于操作任何所需的电气负载，就像标准机械开关一样，但是具有特殊的优势。

相同的MOSFET双向开关概念可以应用于制造理想的SSR器件。

在上面显示的基本SSR设计中，我们可以看到一对适当额定值的MOSFETT1和T2背对背连接，它们的源极端子和栅极端子彼此共用。D1和D2是相应MOSFET的内部二极管，如果需要，可以用外部并联二极管进行增强。还可以看到输入直流电源跨接在两个MOSFET的公共栅极/源极端子之间。该电源用于在SSR单元运行时触发MOSFET导通或使MOSFET永久性导通。交流电源可能达到电网市电水平，并且负载串联在MOSFET的两个漏极之间。

通过参考下图和相应的详细信息，可以了解光耦继电器的工作原理：

实质上，该电路需要满足3个要求。

1.通过MOSFET/二极管SSR配置为交流负载供电。

2，由D1---D4组成的桥式整流器将负载交流输入同时转换为经过整流和滤波的DC，该DC用于偏置MOSFET的栅极。这样，MOSFET即可通过负载AC本身适当地导通，而无需依赖任何外部DC。

3.整流后的直流电进一步终止为辅助直流电输出，可用于为任何合适的外部负载供电。可以通过光耦合器切换与IC741的pin3相关的红线，以从外部源进行所需的切换。

工作原理：如我们所见，运算放大器的反相输入端与15V齐纳二极管相连，齐纳二极管构成了运算放大器pin2的参考电平。运算放大器的同相输入引脚3与正极相连。这种配置可确保仅当运算放大器的输出引脚6的引脚3电压超过15V标记时才产生15V电源。该动作可确保MOSFET仅通过有效的15V最佳栅极电压导通，从而使SSR正常工作。

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