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1、多功能无源固态继电器在自动控制中的应用huanglj导语：介绍了多功能无源固态继电器的特点、工作原理、技术指标及其在控制领域的应用，讨论应用中应留意的问题和解决措施摘要：介绍了多功能无源固态继电器的特点、工作原理、技术指标及其在控制领域的应用，讨论应用中应留意的问题和解决措施关键词：无源固态继电器；可控硅；自动控制；应用固态继电器是一种无触点通断电子开关，利用电子元器件实现控制回路与负载回路之间的电隔离及信号耦合，没有任何可动部件及触点，实现了具有电磁继电器一样的功能。然而一般固态继电器其控制输入必需要注入功率，只起功率放大作用，不能直接外接无源敏感元件，也不能把来自传感器的微弱信号通过它直接
2、和大功率负载连接起来。多功能无源固态继电器是在一般固态继电器的根底上研制成功的一种新型固态继电器，其输入端可以不加电源，且能承受多种电参量的控制，在控制领域具有广泛的用处。多功能无源固态继电器分为四大类，它们各自具有独特的技术特征。1JGW型无源固态继电器JGW型无源固态继电器不须外加电源，只要外接无源器件，如可变电阻器、可变电容器、可变电感器及阻抗迅速变化的敏感元件或者敏感元件的弱电触点，就可实现零功率驱动。JGW型无源固态继电器和光敏、热敏、湿敏、压敏、磁敏等无源敏感元件相连，即可构成相应的自动控制系统，具有超小型，高灵敏度，高可靠，使用简单等特点。2KGW型无源固态继电器KGW型无源固态
3、继电器是把3个JGW型集中在一起，共用一个零功率驱动源，不仅能代替三相电磁接触器，还能和各种无源敏感元件构成三相多敏自动控制器。3JGG型高灵敏固态继电器JGG型高灵敏固态继电器是一种正功率驱动器件，具有极高的灵敏度，驱动端仅须2W的输入功率就能驱动，可以被CMOS电路以及由纽扣电池供电的各种微处理器逻辑电平所驱动，也能和电桥电路的输出直接接口。4KGS型双向传输固态继电器KGS型双向传输固态继电器是一种负功率驱动器件，驱动端能外向接的微功耗电路供电3V250A，微功耗电路输出状态的变化，反过来控制输出端开关的切换，实现了双向传输操纵。由于它的驱动端不仅不需要外加电源，反而能向外接电路供电，所
4、以称为负功率驱动器件。它也可以无源驱动，但驱动的门限电阻值较高。2技术指标多功能无源固态继电器系列产品除工作电压和工作电流指标分类不同之外，其他指标是一样的。1输出端额定工作电压：36VAC220VAC380VAC：2输出端额定工作电流：1、3、5、10、20、30A系列；3通态压降：33V；4低阻抗无源驱动门限值：058k；高阻抗无源驱动门限值：20-150k；5正功率驱动电压：1-100V；正功率驱动电流：2-500A；6负功率驱动端开路输出电压：3V-05V；负功率驱动端电流门限值：20-200A；7驱动端与输出端电隔离：绝缘电阻500M；介质电压为2000V；8接通时间10ms；断开时
5、间：10ms；9操纵寿命10000000次。b3工作原理1硬件组成/b多功能无源固态继电器以JGW型无源固态继电器为根底，JGW型无源固态继电器内部电路框图见图1。其中无触点开关由单向或者双向可控硅组成内含浪涌吸收电路，它承受触发电路来的沟通电网同步触发脉冲。触发脉冲由间歇振荡器产生，同步调制电源向间歇振荡器供应稳定的电压，间歇振荡器的每个脉冲宽度受控制绕组的控制。当外接在控制绕组的无源敏感元件的阻抗值变小时，流过控制绕组的退磁电流增大，脉冲宽度变窄，进而不能触发无触点开关，使输出端断开，反之，输出端接通。实现了外接在输入的无源元件阻抗值的变化有隔离地去自动启停接在沟通电网上的大电流高电压负载
6、的控制功能。2输入输出特性JGW型无源固态继电器通过输入端的无源元件阻抗值的变化有效实现了接在沟通网上负载启停控制。其输入为无源元件阻抗值，低阻抗无源驱动门限值05-8k；高阻抗无源驱动门限值20-150k，输出为无触点开关，输出端额定工作电压等级36V.AC/220V.AC/380V.ACb4应用41适用范围/b1代替简易的自动控制装置，用于水位控制、温度控制、照度控制、压力控制、防盗报警等，价格比为1：10。2作CMOS电路接口，电桥电路接口，用于计算机终端，数据处理设备，数控装置，测量仪表，微电机控制等。3用于需要十分平安的场合，可用作防爆按钮、防爆开关、防爆接线盒、防爆控制箱等。驱动操
7、纵端无电流、无火花，输出开关端无触点、无噪声、无火花。4用于潮湿、有腐蚀、强烈振动的场合，如化工工程、井下操纵等。5和廉价的专用微功耗电路连接，组成超小型的廉价专用控制器。如用一块闪烁片和一只双向传输的固态继电器组成夜间自动闪烁电路。42根本应用电路无源固态继电器根本应用电路见图2。43典型应用举例1应用KGW型实现三电极、双水位水塔水位控制；2应用JGW型实现电热后枯燥箱加热恒温、自动手动、无级调压温度控制；3应用JGW型一体化的温控器和水银电触点实现孵房温度控制；4应用KGS型和闪烁片实现夜间闪烁发光控制；5应用JGW型和光敏电阻实现路灯控制；6应用JGW型和无源通断点实现防盗报警、矿井平
8、安监控系统的远程断电控制。44应用中留意的问题及解决措施多功能无源固态继电器系列的输出端是由单向或者双向可控硅组成，但凡可控硅应用中要留意的事项，在应用多功能无源固态继电器时都应留意。固态继电器内部并未采取严格的保护措施。1散热问题。过热会引起失控或者产品损坏，应公道选用散热器尺寸或者降低电流使用。10A以下可采用仪器底板或者设备机体散热，30A以下采用自然冷却，连续负载电流30A以上需采用仪表风扇强迫风冷。2浪涌吸收。多功能无源固态继电器内部装有RC吸收电路，一般为吸收浪涌电压和进步dvdt。为减小截止漏电流，内部电容获得较小。应用时，应在输出端外加一个与负载匹配的RC吸收电路，有利于保护可
9、控硅。对于感性或者容性负载，建议在输出端并联一只压敏电阻，以抑制各种过电压。一般220V的器件选用430V的压敏电阻，380V的器件选用750V的压敏电阻，负载容量大的要选用面积大的压敏电阻。3控制门限值的整定JGW型的门限阻抗R0是固定的，而无源敏感元件的Rx变化有一定的范围，可在驱动端串联或者并联电阻予以整定调节。4器件的正确使用负载分为电阻性负载、冷阻性负载、电感性负载，不同类型的负载选型时电压值和电流值是不同的。器件的击穿电压规定为：36V档为100V，220V档为600V，380V档为800V。器件电流额定值规定为元件额定值的23。电阻性负载可直接按负载的电压和电流值选用：冷阻性负载开通浪涌电流可能是工作电流的5-7倍或者更大，电压值可按负载电压选，电流值要不低于浪涌电流值需要测定浪涌电流值；对于感性负载，瞬态电压和电流值都很大，选用时，电压可按高一档次选用，电流值要放宽23倍。多功能无源固态继电器设计巧妙，具有使用方便、可靠、寿命长、体积小、耐震动、无噪声等优点，输入端可以不加电源，且能承受多种电参量的控制，消费本钱低，比一般的固态继电用具有更高的性能价格比，在自动控制领域应用特别广泛。0