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固態(tài)繼電器（Solid State Relay,縮寫SSR），是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關。用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅動大電流負載。
固態(tài)繼電器工作原理
SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類,它們分別在交流或直流電源上做負載的開關,不能混用。下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理,圖1是它的工作原理框圖,圖1中的部件①～④構成交流SSR的主體,從整體上看,SSR只有兩個輸入端(A和B)及兩個輸出端(C和D),是一種四端器件 。
工作時只要在A、B上加上一定的控制信號,就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”,實現(xiàn)“開關”的功能,其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道,但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯(lián)系,以防止輸出端對輸入端的影響,耦合電路用的元件是“光耦合器”,它動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高;由于輸入端的負載是發(fā)光二極管,這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配,在使用時可直接與計算機輸出接口相接,即受“1”與“0”的邏輯電平控制。觸發(fā)電路的功能是產生合乎要求的觸發(fā)信號,驅動開關電路④工作,但由于開關電路在不加特殊控制電路時,將產生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網,為此特設“過零控制電路”。所謂“過零”是指,當加入控制信號,交流電壓過零時,SSR即為通態(tài);而當斷開控制信號后,SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時,SSR才為斷態(tài)。這種設計能防止高次諧波的干擾和對電網的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對開關器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設計的,一般是用“R-C”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。
固態(tài)繼電器選用方法
1）為了保證固態(tài)繼電器的正常工作，必須考慮輸入條件，通常輸入電壓為階躍函數(shù)，然而，如果輸入電壓是斜坡，就會出現(xiàn)半周循環(huán)現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是由于開關半導體器件在正，反觸發(fā)時不完全對稱，因此，如果輸入電壓斜坡上升，這種開關在負載為某一極性時就可能處罰，而當負載電壓為反極性時就可能不處罰，而出現(xiàn)半周導通現(xiàn)象，這種現(xiàn)象將持續(xù)到輸入量足以使輸出完全導通為止。
（2）SSR的許多負載如燈負載，電動機負載，感性和容性負載，在接通時的過渡過程會形成浪涌電流，由于散熱不及，浪涌電流是使固態(tài)繼電器損壞的最常見的原因。為了適應這種情況，SSR根據(jù)其內部電路結構和輸出器件特性，一般均給出了過負載(或浪涌電流)參數(shù)倡議額定輸出電流(最大值)的倍數(shù)，脈沖(浪涌)持續(xù)時間，循環(huán)周期和次數(shù)來表示。一般，直流SSR的過負載(浪涌)額定值遠小于同功率的交流SSR。另外，SSR的性質還與接通時的電流上升率di/dt密切相關。di/dt超過某一值會使SSR的可控硅輸出器件損壞。為避免上述浪涌電流對SSR的損壞，可不同程度的降額使用SSR，必要時，可在負載電路中串聯(lián)電阻，將浪涌電流和可能發(fā)生的短路電流限制在 SSR所允許的過負載范圍內，也可利用快速熔斷的保險絲來保護SSR。
（3）對于SSR，特別對交流SSR，電壓指數(shù)上升率是一個重要參數(shù)。這是因為當SSR關斷時，若輸出端電壓上升率超過SSR規(guī)定的dv/dt，可能使SSR誤接通，嚴重時會造成SSR的損壞一般SSR規(guī)定的dv/dt為 100v/us，也有的達200v/us。交流SSR多在電流過零時判斷，對感性和容性負載，在電流達零并關斷時，線電壓并不為零。功率因數(shù)cosψ越小，這個電壓越大，在關斷時，這一較大的電壓將以較大的上升率加在SSR的輸出端。另外，SSR關斷時，感性負載上會產生反電勢，該反電勢同電壓一起形成的過電壓將加在SSR的輸出端。在使用SSR反轉電容分相電機和反接未停轉的三相電機時，都可能在SSR的輸出端產生二倍于線電壓的過壓效應。
dv/dt 和過電壓是使SSR失效的重要模式，因此要認真對待。一般，在可能產生二倍線電壓效應的場合應選擇最大額定輸出電壓高于二倍線電壓的SSR。在dv/dt和過電壓嚴重的線路中，一般也應使SSR的最大額定輸出電壓高于二倍線電壓。對一般的感性負載，SSR的最大額定輸出電壓也應為線電壓的 1.5倍。另外，可以在SSR輸出端并聯(lián)RC吸收回路或其它瞬態(tài)抑制回路。
