浅述固态继电器的应用现状及其发展趋势

李燕

摘 要：对固态继电器的应用现状进行了简要分析，并在此基础上对固态继电器的发展趋势进行了展望，以期对推动我国继电器行业的发展有所帮助。

关键词：固态继电器；电磁继电器；驱动功率；电压

中图分类号：TM581 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.077

1 固态继电器的特点和应用现状分析

1.1 固态继电器的特点

固态继电器简称SSR，是一种控制型继电器，突出的特点是运行时无噪声、无火花、对环境无污染、不会产生电磁干扰、开关速度快、体积小、寿命长、防腐和耐潮。与传统的电磁继电器（EMR）相比，SSR更具应用优势，表1为两者的比较情况。

表1 EMR与SSR的性能对比

对比项目 继电器类型

EMR SSR

灵敏度 控制电压相对较窄，需要加装驱动电路，灵敏度较低 输入电压的范围较宽，驱动功率低（<30 MW），可与逻辑电路兼容，灵敏度高，控制功率小

可靠性 对振动和冲击环境的敏感性较高，触点使用寿命短，可靠性偏低 无机械运动部件，可在冲击环境下稳定运行，寿命长，可靠性高

切换速度 切换速度在10 ms左右 切换速度较快，仅为几毫秒

电磁干扰 线圈、触点控制，电磁干扰大 零电压开关，射频干扰小

SSR现已成功实现了Vsr对强电的控制、光耦合器的应用，使SSR的灵敏度更高、电磁兼容性更强，这为其在数控和自动控制设备上的应用提供了可能。由于SSR由全固态电子元件构成，整个结构内部没有任何机械部件，运行中也不需要进行机械动作，可靠性更高。通常情况下，空气开关和快速熔断丝是固态继电器常用的过流保护措施。而固态继电器的过压保护则采用压敏电阻，其阀值按照电源电压有效值的1.6～1.9倍设置。对于随机型交流固态继电器而言，其在带动大功率负载时，负载电流只能在低于双向可控硅维持的电流时才能关断输出，因此，可能会影响电网的稳定性，严重时可能导致局域供电系统波形畸变；对于过零型交流固态继电器而言，其能有效控制电压，实现过零关断输出，但有可能造成市电周期延迟。

1.2 固态继电器的应用现状

1.2.1 E系列固态继电器

E系列固态继电器属于单相/三相固态继电器，具备直流输入控制、交流过零导通和过零关断输出的特点。在控制电流的过程中，E系列固态继电器从零电压开始启动，能降低di/dt的比值、减少对电网辐射的干扰和增强启动的稳定性。尤其在零电压关断时，还能降低感性负载的反电动势，起到有效保护固态继电器和用电器的作用。

1.2.2 AE系列固态继电器

AE系列固态继电器以E系列固态继电器为基础，将整流电路加入在输入控制端前，属于无触点继电器类型，具备交流输入控制、交流过零导通和过零关断输出的特点。AE系列固态继电器主要适用于交流电源控制的设备，其技术参数与E系列固态继电器的技术参数大致相同，能实现交流控制操作。

1.2.3 D系列固态继电器

D系列固态继电器能与计算机和各种数字电路连接，在工业自动化领域有着广阔的应用前景。D系列固态继电器是直流输入控制和直流输出型，不仅能作为各种输出器件的推动级，还能控制各种直流供电执行机械，实施直流电平转换、隔离和控制操作，比如控制照明设备、电磁装置、直流电源和智能仪表等。该系列固态继电器使用方便，能在潮湿、腐蚀等恶劣环境下正常运行。当D系列固态继电器长时间处于额定电流状态下运行时，应配置散热器，一旦环境温度过高，则必须降额使用，以避免继电器出现故障。此外，应采取限制浪涌电流的方式控制D系列固态继电器的容性负载；采取限制瞬时过压的方式控制D系列固态继电器的感性负载。

1.2.4 TR系列固态继电器

TR系列固态继电器在使用过程中，只需要通过调节外配的1只电位器，就可以实现对输出端负载两端电压波形的控制，同时，还能调节电压和功率，使其满足运行要求。TR系列固态继电器属于自触发式无源控制继电器，使用方便，能满足照明设备亮度调节、阻性电热设备温度控制和其他设备功率调节的需要。

2 固态继电器的发展趋势

据投资发展提供的相关数据显示，目前，SSR在全球继电器市场中所占有的份额已经超过10%，同时，SSR与EMR价格差距的缩小会使该份额大幅度提高。虽然现阶段EMR仍处于支配地位，但随着SSR性能的不断完善，其现已成为诸多应用的首选，尤其是在通信和微处理器控制领域。此外，在国家的大力支持下，一系列继电器项目正在深入展开，比如高压直流继电器与电表组件产业化、高性能继电器技改扩能和继电器精密零部件配套能力升级改造等。SSR在精密性、可靠性和体积等方面要明显优于传统的EMR，并能有效提高国内通信市场的份额，相信在不久的未来，SSR势必会取代EMR，成为继电器行业的主流。为了实现这一目标，应不断加大对SSR的研究力度，在现有性能的基础上，逐步提高运行稳定性、安全性和可靠性，使其满足不同领域的应用需求。

3 结束语

综上所述，与传统的EMR相比，SSR具有诸多的应用优势。随着技术水平的不断提高，SSR各方面的性能必将进一步完善，取代EMR已是大势所趋。为了这一目标的快速实现，在未来的一段时期内，应加大对SSR的研究力度，使其性能更加完善，以此为契机带动我国继电器行业的全面发展。

参考文献

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[3]朱家国，颜廷刚，石定桓.浅谈固态继电器的工作原理、技术特点和应用[J].电子科技导报，2011（12）.

〔编辑：张思楠〕