欧姆龙固态继电器的选型和使用教程

欧姆龙固态继电器的选型和使用教程欧姆龙固态继电器的选型和使用教程欧姆龙固态继电器的选型和使用教程欧姆龙固态继电器的选型和使用教程固态继电器固态继电器固态继电器固态继电器·概要概要概要概要用语说明使用注意事项故障排除Q&A施工·维护·点检■固态固态固态固态·继电器继电器继电器继电器(SSR)的定义的定义的定义的定义●SSR和有接点继电器的不同和有接点继电器的不同和有接点继电器的不同和有接点继电器的不同所谓SSR，是固态继电器（SolidStateRelay）的简称，是无可动接点部分的继电器（无接点继电器）。在动作上与有接点继电器相同，但是该继电器使用半导体闸流管、晶闸管开关元件、二极管、晶体管等半导体开关元件。另外也使用名为光电耦合器的光半导体，使其输入输出绝缘。光电耦合器的特点是用光的信号在绝缘空间中进行传送，所以绝缘性更好，传送速度也更快。SSR是用无接点的电子零件制造的，比有接点的有很多优点。其中最大的优点是，不会像有接点继电器一样因开关而损耗接点。特别是：●可以对应高速、高频率开关●没有接触不良●发生干扰小●没有动作音等，适用于广泛的领域。固态继电器(SSR)的构成固态继电器(SSR)（交流负载开关的代表示例）电磁继电器(EMR:ElectroMagneticRelay)向线圈施加输入电压，使其发生电磁力，移动可动铁片，从而切换接点。不仅可在控制柜上使用，还可用于其他范围。而且原理简单可低成本加工。●SSR的控制的控制的控制的控制（（（（ON/OFF控制控制控制控制、、、、循环控制循环控制循环控制循环控制、、、、相位控制相位控制相位控制相位控制））））ON/OFF控制接受温控器的电压输出信号，通过开关SSR来控制加热器的ON/OFF。在电磁继电器中也可进行相同的控制，但是以数秒间隔控制ON/OFF，使用数年时需要SSR。循环控制（G32A-EA）以0.2秒（固定）为控制周期。其方式是使其在0.2秒内ON/OFF，从而控制输出电力。接受温控器的电流输出4~20mA来控制。循环控制中的注意点循环控制中的注意点循环控制中的注意点循环控制中的注意点进行循环控制时，每秒钟接通电源5次（控制周期为0.2S）。由于变压器负载中的接通电流非常大（通常电流的10倍左右）(1)SSR的额定没有余量导致SSR的破坏。(2)负载电路上的断路器发生触发。可能出现以上情况。因此，循环控制中不能进行变压器一次侧的电力控制。相位控制接受温控器的电流输出4～20mA的信号，使输出量每半循环发生变化。可进行高精度的温度控制，多用于半导体制造装置中。●MOSFET继电器的构成和动作原理继电器的构成和动作原理继电器的构成和动作原理继电器的构成和动作原理MOSFET继电器是在输出元件中使用功率MOSFET的SSR。为使功率MOSFET动作，光电二极管阵列作为受光元件使用。输入端子中有电流流过时，LED会发光。这个光使光电二极管阵列中发生光电流，这使栅极电压使功率MOSFET置于ON。用源共通连接2个功率MOSFET，可控制AC负载。DC专用的类型中有带1个电源MOSFET的类型。信号用MOSFET继电器G3VM不含变阻器。●MOSFET继电器的名称继电器的名称继电器的名称继电器的名称该商品为新型商品，在各个公司有各种名称、商标。下表表示信号用（相当于G3VM）的示例。厂商名样本上的名称东芝光继电器松下电工PhotoMOS继电器日本电气光MOSFET继电器冲电气光MOS开关冲田制作所PhotoDMOS-FET继电器HPSolidStateRelay欧姆龙MOSFET继电器■SSR的内部电路构成例的内部电路构成例的内部电路构成例的内部电路构成例负载规负载规负载规负载规格格格格过零触发过零触发过零触发过零触发功能功能功能功能绝缘方式绝缘方式绝缘方式绝缘方式电路构成电路构成电路构成电路构成型号型号型号型号交流负载用有＊1光电耦合器G3HG3BG3FG3NA（AC输入）无光电三端双向可控硅开关G3NEG3JG3FG3HG3TA-OA有＊1光电三端双向可控硅开关G3PA-VDG3PB（单相）G3NA（DC输入）G3NE有＊1光电三端双向可控硅开关G3PB-2（N）（三相）＊2有＊1光电三端双向可控硅开关G3PB-3（N）（三相）＊2有＊1光电耦合器G3NA-4□□B型G3NHG3PA-4□□B型G3PB-5□□B型直流负载用——光电耦合器G3FD、G3HDG3BDG3TA-ODG3NA-D交流·直流负载用无光电·霍尔·耦合器G3FM＊1.过零触发功能具有过零触发功能的SSR在交流负载电压为零或接近零时动作。具有过零触发功能的SSR有以下效果。·减小负载接通时的爆裂噪声。·在灯、加热器、马达等的负载中由于抑制了接通电流，可以减轻对电源的影响，还可以减小接通电流保护电路。＊2.200V型的输出开关元件上使用了晶闸管。固态继电器固态继电器固态继电器固态继电器用语说明用语说明用语说明用语说明■SSR用语集用语集用语集用语集固态继电器固态继电器固态继电器固态继电器用语说明用语说明用语说明用语说明电路功能光电耦合器光电三端双向开关耦合器传送输入信号的同时使输入和输出绝缘。过零触发电路（参照144页）在交流负载电压的零相位附近开始动作的电路。触发电路控制开关负载电流的晶闸管开关的触发信号的电路。缓冲电路由R、C构成，抑制施加到晶闸管开关等上的急剧启动电压，防止SSR晶闸管开关误启动的电路。输入额定电压输入信号的标准电压。使用电压输入信号的容许电压范围。输入阻抗输入电路、限制电阻的阻抗。恒电流输入电路方式随输入电压发生变动。动作电压从输出断开状态到接通状态时的输入电压的最小值。复位电压从输出断开状态到接通状态时的输入电压的最大值。输入电流施加额定电压时流过的电流值。输出负载电压可以在负载开关及连续断开状态下使用的电源电压的有效值。最大负载电流在指定的冷却条件（散热片的大小、材质、厚度、环境温度散热条件等）下可以连续流经输出端子的最大电流的有效值。漏电流输出处于断开状态，施加指定负载电压时流经输出端子之间的电流。输出ON电压下降在指定的冷却条件（散热片的大小、材质、厚度、环境温度散热条件等）下通过最大负荷电流时出现在输出端子之间的电压的有效值。最小负载电流SSR可以正常开关负载的最小负载电流。性能动作时间向输入施加规定的信号电压后，直到输出接通的延迟时间。复位时间切断施加到输入上的信号电压后，直到输出断开为止的延迟时间。绝缘电阻在输入端子－输出端子之间以及输入输出端子－金属外壳（散热片）之间施加直流电压时的电阻。耐压输入端子－输出端子之间以及输入输出端子－金属外壳（散热片）之间可以忍耐1分钟以上的交流电压的有效值。使用环境温度、湿度在规定的冷却、输入输出电流条件下SSR可以正常动作使用的环境温度、湿度范围。保存温度不施加电压，可以放置保存的温度范围。其他接通电流耐量＊SSR的可流动非反复的电流最大值。表示商用频率、1周期的波高值。反向电压负载开关时、切断时产生的非常急剧的电压。泄放电阻为了正常开关极小负载而用于增加视在负载电流，与负载并联的电阻。＊以往是以「投入电流耐量」来表现的，但这与负载的浪涌电流容易混淆，因此改为「接通浪涌电流耐量」。固态继电器固态继电器固态继电器固态继电器使用注意事项使用注意事项使用注意事项使用注意事项■使用使用使用使用SSR前前前前①实际使用SSR时，有时会发生预想不到的事故。为此，必须尽可能地进行测试。例如，考虑SSR特性时，经常必须考虑到各产品的差异。②有关目录中记载的各额定性能值，如果没有特别指明，则所有值都是在JISC5442标准试验状态（温度15～30℃、相对湿度25～85%RH、气压86～106kPa）下的值。确认实际设备时，除了负载条件以外，还必须在和实际使用状态相同的条件下确认使用环境。■关于输入电路关于输入电路关于输入电路关于输入电路●关于输入侧的接线关于输入侧的接线关于输入侧的接线关于输入侧的接线SSR的输入阻抗有一定参差，应避免若干个输入的串联连接，否则容易造成误动作。●关于输入噪声关于输入噪声关于输入噪声关于输入噪声SSR动作时间及动作所需的功率极小，因此必须控制影响到INPUT端子的噪声。如果噪声施加到端子，会引起误动作。以下是针对脉冲性噪声和感应性噪声的对策举例。①脉冲性噪声利用C、R吸收噪声非常有效。下图是针对光电耦合器方式的SSR选择C、R的实例。为满足SSR的输入电压，在R和电源电压E的关系上确定R的上限。C变大时，由于C的放电复位时间将变长。请注意上述2点，确定C、R。②感应噪声请不要将输入线路和动力线并排设置。感应噪声可能导致SSR误动作。当感应噪声在SSR的输入端子处感生电压时，必须通过绞合线（电磁感应）、屏蔽线（静电感应）将影响SSR输入端子的感应噪声引起的感应电压控制在SSR的复位电压以下。此外，对高频设备发出的噪声，请附加C、R滤波器。●关于输入条件关于输入条件关于输入条件关于输入条件①关于输入电压的纹波输入电压中有纹波的场合，请将峰值电压设定在使用电压的最大值以下，谷值电压设定在使用电压最小值以上后使用。②漏电流对策通过晶体管输出驱动SSR的场合，有时会由于断开时晶体管的漏电流导致复位不良。作为对策，请如下图所示，连接泄放电阻R，设置加在泄放电阻R两端的电压E在SSR复位电压的1/2以下。利用下列公式计算泄放电阻R。R≤E/(IL－I)E：加在泄放电阻R两端的电压=SSR复位电压的1/2IL：晶体管的漏电流I：SSR的复位电流目录中没有记载SSR复位电流值，因此要按以下公式计算。SSR的复位电流＝复位电压的最小值/输入阻抗恒定电流输入电路的SSR（G3NA、G3PA、G3PB等）以0.1mA计算。下面以G3M-202PDC24为例进行计算。复位电流I＝1V/1.6kΩ＝0.625mA泄放电阻值R＝(1V×1/2)/(IL－0.625mA)③开关频率如果是交流负载开关，请将开关频率控制在10Hz下使用，如果是直流负载开关，请将开关频率控制在100Hz以下使用。如果超出上述开关频率使用，则可能导致SSR的输出跟不上。④输入阻抗在输入电压有一定宽度的SSR（如G3F、G3H）中，有些机种的输入阻抗会随着输入电压发生变化，输入电流也随之发生变化。用半导体等驱动SSR的场合，电压会导致半导体故障，请对设备进行确认后使用。下面是代表例。■关于输出电路关于输出电路关于输出电路关于输出电路●关于交流开关型关于交流开关型关于交流开关型关于交流开关型SSR输出处的噪声输出处的噪声输出处的噪声输出处的噪声、、、、浪涌浪涌浪涌浪涌·SSR使用的交流电源中叠加有能量较大的浪涌电压的场合，由于插入SSR的LOAD端子之间的C、R缓冲电路（内置在SSR中）的抑制能力不足，会超出SSR瞬态峰值电压，导致SSR的过电压破坏。