PILZ繼電器及在使用中一些問題的探討

    PILZ繼電器及在使用中一些問題的探討
    PILZ繼電器是一種全部由固態電子元件組成的新型無觸點開關器件，它利用電子元件(如開關三極管、雙向可控硅半導體器件)的開關特性，可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點開關”，它問世于70年代，由于它的無觸點工作特性，使其在許多域的電控及計算機控制方面得到日益廣范的應用。
    PILZ繼電器的原理及結構
    PILZ繼電器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“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)， 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/輸出端間的緣(耐壓)高；由于輸入端的負載是發光二極管，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。觸發電路的功能是產生合乎要求的觸發信號，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諧波或尖峰污染電網，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，PILZ繼電器即為通態；而當斷開控制信號后，SSR要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。
    這種設計能防止高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(甚誤動作)而設計的，一般是用“R-C”串聯吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。圖2是一種典型的交流型PILZ繼電器的電原理圖。、
    直流型的SSR與交流型的SSR相比，無過零控制電路，也不必設置吸收電路，開關器件一般用大功率開關三極管，其它工作原理。不過，直流型SSR在使用時應注意：①負載為感性負載時，如直流電磁閥或電磁鐵，應在負載兩端并聯一只二極管，極性如圖3所示，二極管的電流應于工作電流，電壓應大于工作電壓的4倍。②SSR工作時應盡量把它靠近負載，其輸出引線應滿足負荷電流的需要。③使用電源屬經交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應足夠大。
    PILZ繼電器的特點
    SSR成功地實現了弱信號(Vsr)對強電(輸出端負載電壓)的控制。由于光耦合器的應用，使控制信號所需的功率極低(約十余毫瓦就可正常工作)，而且Vsr所需的工作電平與TTL、HTL、CMOS常用集成電路兼容，可以實現直接聯接。這使SSR在數控和自控設備方面得到廣泛應用。在相當程度上可取代傳統的“線圈—簧片觸點式”繼電器(簡稱“MER”)。
    SSR由于是全固態電子元件組成，與MER相比，它沒有任何可動的機械部件，工作中也沒有任何機械動作；SSR由電路的工作狀態變換實現“通”和“斷”的開關功能，沒有電接觸點，所以它有一系列MER不具備的，即工作高、長壽命(有資料表明SSR的開關數可達108-109，比一般MER的106高幾百倍)；無動作噪聲；耐振耐機械沖擊；安裝位置無限制；很容易用緣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。這些特點使SSR可在軍事(如飛行器、火炮、艦船、車載武器系統)、化工、井下采煤和各種工業民用電控設備的應用中大顯身手，具有越MER的技術。