PILZ继电器及在使用中一些问题的探讨

    PILZ继电器及在使用中一些问题的探讨
    PILZ继电器是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅半导体器件)的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”，它问世于70年代，由于它的无触点工作特性，使其在许多域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。
    PILZ继电器的原理及结构
    PILZ继电器按使用场合可以分成交流型和直流型两大类，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用。
    下面以交流型的SSR为例来说明它的工作原理，图1是它的工作原理框图，图1中的部件①-④构成交流SSR的主体，从整体上看，SSR只有两个输入端(A和B)及两个输出端(C和D)，是一种四端器件。工作时只要在A、B上加上一定的控制信号，就可以控制C、D两端之间的“通”和“断”，实现“开关”的功能，其中耦合电路的功能是为A、B端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道，但又在电气上断开SSR中输入端和输出端之间的(电)， 以防止输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是“光耦合器”，它动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的缘(耐压)高；由于输入端的负载是发光二极管，这使SSR的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配，在使用可直接与计算机输出接口相接，即受“1”与“0”的逻辑电平控制。触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路④工作，但由于开关电路在不加特殊控制电路时，将产生射频干扰并以高谐波或尖峰污染电网，为此特设“过零控制电路”。所谓“过零”是指，当加入控制信号，交流电压过零时，PILZ继电器即为通态；而当断开控制信号后，SSR要待交流电的正半周与负半周的交界点(零电位)时，SSR才为断态。
    这种设计能防止高谐波的干扰和对电网的污染。吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌(电压)对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚误动作)而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻(压敏电阻器)。图2是一种典型的交流型PILZ继电器的电原理图。、
    直流型的SSR与交流型的SSR相比，无过零控制电路，也不必设置吸收电路，开关器件一般用大功率开关三极管，其它工作原理。不过，直流型SSR在使用时应注意：①负载为感性负载时，如直流电磁阀或电磁铁，应在负载两端并联一只二极管，极性如图3所示，二极管的电流应于工作电流，电压应大于工作电压的4倍。②SSR工作时应尽量把它靠近负载，其输出引线应满足负荷电流的需要。③使用电源属经交流降压整流所得的，其滤波电解电容应足够大。
    PILZ继电器的特点
    SSR成功地实现了弱信号(Vsr)对强电(输出端负载电压)的控制。由于光耦合器的应用，使控制信号所需的功率极低(约十余毫瓦就可正常工作)，而且Vsr所需的工作电平与TTL、HTL、CMOS常用集成电路兼容，可以实现直接联接。这使SSR在数控和自控设备方面得到广泛应用。在相当程度上可取代传统的“线圈—簧片触点式”继电器(简称“MER”)。
    SSR由于是全固态电子元件组成，与MER相比，它没有任何可动的机械部件，工作中也没有任何机械动作；SSR由电路的工作状态变换实现“通”和“断”的开关功能，没有电接触点，所以它有一系列MER不具备的，即工作高、长寿命(有资料表明SSR的开关数可达108-109，比一般MER的106高几百倍)；无动作噪声；耐振耐机械冲击；安装位置无限制；很容易用缘防水材料灌封做成全密封形式，而且具有良的防潮防霉防腐性能；在防爆和防止臭氧污染方面的性能也。这些特点使SSR可在军事(如飞行器、火炮、舰船、车载武器系统)、化工、井下采煤和各种工业民用电控设备的应用中大显身手，具有越MER的技术。