变频空调器电脑板典型电子器件固态继电器的识别与检测

2023-5-13 19:42| 发布者: 开心| 查看: 59| 评论: 0

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摘要: 变频空调器电脑板典型电子器件固态继电器的识别与检测固态继电器( Solid State Relays ，缩写为SSR ) 是一种由分立元器件、膜固定电阻和芯片构成的无触点电子开关，内部无任何可动的机械部件.变频空调器采用的固态继 ...

变频空调器电脑板典型电子器件固态继电器的识别与检测固态继电器( Solid State Relays ，缩写为SSR ) 是一种由分立元器件、膜固定电阻和芯片构成的无触点电子开关，内部无任何可动的机械部件.变频空调器采用的固态继电器实物图如图3-1 4 所示。

1.四态继电器的特点固态继电器的特点:一是输入控制电压低( 1. 5-14V ) ，驱动电流小(3- 15 mA)，输入控制电压与TIL 、DTL、HTL 电平兼容，直流或脉冲电压均能作为输入控制电压; 二是输出与输入之间采用光电隔离，可实现以弱控强的同时，做到强电与弱电完全隔离，两部分之间的安全绝缘电压大于2kV，符合国际电气标准: 三是输出无触点，无噪声，无火花，开关速度快;四是输出部分内部一般含有RC 过压吸收电路，以防止瞬间过压而损坏固态继电器: 五是过军触发型固态继电器对外界的干扰非常小:六是采用环氧树脂全灌封装，具有防尘、耐湿、寿命长等优点。因此，固态继电器己广泛应用在各个领域，不仅可以用于加热管、红外灯管、照明灯、电机、电磁阀等负载的供电控制，而且还应用到电磁继电器无法应用的单片机控制等领域，最终将逐步替代电磁继电器。

2. 团态继电器的构成回态继电器主要由输入〈控制)电路、驱动电路、输出(负载控制)电路、外壳和引脚构成。(1)输入电路输入电路是为输入控制信号提供的回路，使之成为固态继电器的触发信号源。固态继电器的输入电路多为直流输入，个别为交流输入。直流输入又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入控制电流随输入电压里线性正向变化，恒流输入电路在输入电压达到预置值后，输入控制电流不再随电压的升高而明显增大，输入电压范围较宽.(2) 驱动电路驱动电路包括隔离藕合电路、功能电路和触发电路3 部分。隔离耦合电路目前多采用光电耦合和变压器耦合两种电路形式。常用的光电耦合器有发光管一光敏管、发光管一光控晶闸管、发光管一光敏二极管阵列等.高频变压器耦合是在一定的输入电压下，形成约10MHz的自激振荡脉冲，通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级.功能电路包括检波整流、零点检测、放大、加速、保护等各种功能电路.触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。(3) 输出电路输出电路是在触发信号的控制下，实现对负载电流的通断转换。输出电路主要由输出器件和起瞬态抑制作用的吸收回路组成，有的还包括反馈电路.目前，各种固态继电器使用的输出器件主要有晶体三极管、单向晶闸管、双向晶闸管、MOS 型场效应管、绝缘栅型双极晶体管(lGBT)等。3. 回态继电器的分类固态继电器按输出方式可分为直流型国态继电器( DCSSR ) 、交流型固态继电器( ACSSR )两种，按开关形式可分为常开型和常闭型两种，按输入方式可分为电阻限流直流、恒流直流和交流等类型，技输出额定电压分有(220~380V) 交流电压型和(30-180V) 直流电压型两种，按隔离形式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型等多种.其中，以光电隔离型应用的最多。典型的固态继电器电路符号如图3- 15 所示。
提示:目前， DCSSR 的输出器件主要使用大功率三极管、大功率场效应管. IGBT 等，ACSSR 的控制器件主要使用单向晶闸管、双向晶闸管器件.ACSSR 接触发方式又分为过零触发型和随机导通型两种.其中，过零触发型固态继电器是当控制信号输入后，在交流电源经过零电压附近时导通，故干扰很小.随机导通型固态继电器则是在交流电源的任一相位上导通或关断，因此在导通瞬间可能产生较大的干扰，并且它内部的晶闸管容易因功耗大而损坏. ACSSR 按采用的输出器件不同，分为双向晶i凋管普通型和单向晶闸管反并联增强型两种.由于单向晶闸管比双向晶闸管具有阻断电压离和散热性能好等优点，多被用来制造高电压、大电流产品和用于感性、容性负载中.4. 回态继电器的基本原理(1 )过零型交流国态继电器工作原理典型的过零型交流固态继电器内部结构如图3- 16 所示。①、②脚是输入端， ③、④脚是输出端;R9为限流电阻; VDl 是防止反向供电损坏光电藕合器ICl 而设置的保护管; ICl 将输入与输出电路进行隔离; Vl 构成非门(倒相)， R4 、R5 、V2 和单向晶闸管V3 组成过零检测电路:VD2~VD5 构成整流桥，为Vl --- V3 和ICl 等电路供电:由V3 和VD2 ， VD3 为双向晶闸笛;V4提供开启的双向触发脉冲.R3、R7 为分流电阻，分别用来保护V3 和V4; R8和C l 组成浪涌吸收网络，用来吸收电源中带有的尖峰电j王或浪涌电流，防止给V4 借米冲击或干扰。

当固态继电器接入电路后， 220V 市电电压通过负载RL 构成的回路加到固态继电器的③、④脚上，经R6 、R7 限流，再经VD2-VD5 桥式整流产生脉动电压U1， U1 除了为ICl 、VI -V3供电，还通过电阻取样后为Vl 、V2 提供偏置电压。当固态继电器的①、②脚无电压信号输入时，光电耦合器IC 1内的发光管不发光，使它内部的光敏管困无光照而截止， U1 通过Rl 限流使Vl导通，致使晶闸管V3 因无触发电压而截止，进而使双向晶闸管V4 因G 极无触发电压而截止，固态继电器处于关闭状态.当固态继电器的①、②脚有信号输入后，通过即使IC1 内的发光管发光，它内部的光敏管导通。Vl 因b 极没有电压输入而截止， Vl 不再对V3 的G 极电位进行控制.此时，若市电电压较高，使U1 电压超过25V时，通过R4 ， R5取样后的电压超过O.6V，使V2 导通， V3 的G 极仍然没有触发电压输入， V3 仍截止，从而避免市电电压高时导通，可能因功耗大而损坏。当市电电压接近过零区域，使U1电压在10-25V 的范围内，经R4， R5分压产生的电压不足O.6V，使V2 截止，于是U1 通过R2，R3分压，产生O.7V电压使V3 触发导通。V3导通后， 220V 市电电压通过R6、VD2 ， V3, VD4构成的回路触发V4 导遇，为负载提供220V的交流供电，从而实现了过零触发控制.由于U1电压低于lOV 后， V3 可能因触发电压过低而截止，导致V4 也截止，所以说过零触发实际上是与220V 市电的幅值相比可近似看作"零"而已. 当①、②脚的电压信号消失后， ICl 内的发光管和光敏管截止， Vl 导通， V3 截止，但此时V4 仍保持导通，直到负载电流随市电减小到不能维持V4 导通后， V4 截止，固态继电器进入关断状态。提示固态继电器在关断期间，虽然220V 电压通过负载RL 、R6 、R7 ， VD2-VD5 构成回路，但由于RL 、R6 、R7 的阻值较大，只有微弱的电流流过RL， RL 此时不工作.( 2) 直流固态继电器工作原理典型的直流触发型固态继电器内部结构如图3-17 所示。①、②脚是输入端，③、④脚是输出端; Rl 为限流电阻; VDl 是为防止，反向供电损坏光电耦合器ICl 而设置的保护管; ICl将输入与输出电路隔离; VTl构成射随放大器;VT2是输出放大器：R2、R3是分流电阻:VD2 是为防止VT2 反向击穿而设置的保护管。

当固态继电器的①、②脚无电压信号输入时，光电耦合器ICl 内的发光管不发光，它内部的光敏管因无光照而截止，致使VT l 和VT2相继截止，固态继电器处于关闭状态.当固态继电器的①、②脚有电压信号输入后，通过Rl 使ICl 内的发光管发光，它内部的光敏管导通，由它e 极输出的电压加到VTl的b 极，经VTl 射随放大后，从它的e 极输出，再使VT2饱和导通，为负载提供直流电压，负载开始工作。当①、②脚的电压信号消失后， ICl 内的发光管和光敏管柑继截止， VTl和VT2 因b 极无导通电压输入而截止，由态继电器进入关断状态。5. 固态继电器的检测(1)好坏的检测检测固态继电器时，首先测它的两个输入脚间的阻值，正向测量有导通阻值，反向测最为无穷大，而测量它的两个输出脚间的正、反向阻值均为无穷大:否则，说明它损坏。(2) 输入电流和带载能力的检测如图3- 18 所示，将直流稳压电源和万用衰的5伽lA. 电流挡、2.2kΩ的电位器RP 、SP2210 型固态继电器(SSR) 的输入端引脚构成串联回路，再将SP2210 的输出端与60W 的白炽灯和220V 市电构成回路。随后，将RP 调整到最大，打开直流稳压器的电源开关，调整直流稳压器的输出电压旋钮，使输出电压为5V. 此时白炽灯应不发光，调整RP 使白炽订发光并且亮度逐渐增大，说明SP2210 正常:若白炽灯不能发光或调整RP时白炽灯不能亮暗变化，说明SP2210 损坏。

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