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固态继电器：基本概述

作者： Ashley Awalt 2019-06-18

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工程

通用

电源管理

电源与电路保护

如在此前介绍机械式继电器的博客中所承诺，这篇博客将介绍固态继电器 (SSR)。SSR 与机械式继电器的基本功能相同，但本文将介绍其内部工作原理，以及相较于机械式继电器的优势，并解释一些相关术语。

SSR 主要由三部分组成：传感器、开关器件和耦合机制。通常，采用光耦合来提供控制电路与信号电路之间的电气隔离。输入信号点亮内部 LED，使光敏二极管导通。然后，光敏二极管使 SCR、晶闸管或 MOSFET 导通，从而使电流流向输出引脚。

通常情况下，SSR 开关速度较机械式继电器更快，因为没有任何活动部件，所以释放时间明显缩短，不存在触点颤动，持续时间更长，并且不产生噪声。然而，SSR 也具有一些劣势：相较于机械式继电器，SSR 的接触电阻更高；更容易因浪涌电流而造成损坏；如果内部开关器件损坏，那么继电器将彻底报废。

对于 SSR，时常让人深感困惑的一件事就是输出类型，具体可分为直流输出、交流输出和交直流输出。切换交流电时有多种类型选择，如：过零、比例控制和异步。下面，我们来看看这几种类型之间的差异。

过零（“同步”）：施加控制电压后，继电器不会立即导通，而要等到负载电压超过 0 V。如下图所示，在输入端施加直流控制电压后，但在交流负载电压未到达直线 1 所在位置（正弦波第一次超过 0 V 时）前不会导通输出。而控制电压撤销后，负载也不会立即关断，而要等到正弦波第一次过零时才关断（直线 1 表示导通点，直线 2 表示关断点）。

图 1：过零继电器（图片来源： Digi-Key Electronics）

比例控制：对于这类继电器，驱动负载的功率与输入端施加的模拟控制信号成正比。控制信号可采用多种不同形式，例如 0 - 5 V_DC、4 - 20 mA 和 0 - 10 V_DC。不同的信号输出通常适用于照明或加热应用。

异步（“瞬时”或“随机导通”）：只要在输入端施加电压，这类继电器的输出就立即导通；一旦电压撤销且正弦波过零，输出就会关断。

有关机电继电器的更多信息或继电器的通用信息，请查看博客机械式继电器：基本概述，或观看下面的视频。

关于此作者

Ashley Awalt 是一名应用工程技术人员，自 2011 年以来一直在 DigiKey 工作。她通过 DigiKey 奖学金计划获得了北国社区技术学院电子技术和自动化系的应用科学副学士学位。其目前的职责是协助创建独特的技术项目，记录流程并最终参与项目视频媒体报道的制作。在业余时间，Ashley 喜欢——哦哦，等等，当要照顾孩子的时候，还有空闲时间吗？