本應(yīng)用筆記介紹了不同類型的固態(tài)繼電器過(guò)壓保護(hù)器件。該文件還提供了有關(guān)它們的選擇以及與 Vishay 固態(tài)繼電器一起使用的建議。
    本應(yīng)用筆記介紹了不同類型的固態(tài)繼電器過(guò)壓保護(hù)器件。該文件還提供了有關(guān)它們的選擇以及與 Vishay 固態(tài)繼電器一起使用的建議。
    自問(wèn)世以來(lái)，固態(tài)繼電器 (SSR) 一直依靠金屬氧化物壓敏電阻 (MOV) 等過(guò)壓抑制器件來(lái)保護(hù)其輸出免受瞬態(tài)過(guò)壓等極端電壓的影響。任何超過(guò) SSR 的直流或峰值交流負(fù)載電壓（如數(shù)據(jù)表的絕對(duì)最大額定值中指定）的電壓都可能損壞 SSR。如果可能出現(xiàn)過(guò)壓情況（例如，來(lái)自電話線的閃電或電源交叉感應(yīng)、關(guān)閉電機(jī)和變壓器等感性負(fù)載產(chǎn)生的電壓尖峰，甚至來(lái)自原始市電的浪涌），則 SSR 的輸出需要過(guò)壓抑制設(shè)備
    抑制裝置
    過(guò)電壓抑制器有多種類型。大多數(shù)抑制器可分為以下四組之一。
    齊納二極管
    金屬氧化物壓敏電阻 (MOV)
    氣體放電管
    半導(dǎo)體抑制器
    常見(jiàn)抑制裝置的屬性
    齊納二極管
    低電壓過(guò)沖、小尺寸、提供表面貼裝版本、短路故障模式
    MOV
    能夠處理大浪涌電流，提供表面貼裝版本，短路故障模式，價(jià)格便宜。
    氣體放電管
    可承受大浪涌電流、低電容、低漏電流
    半導(dǎo)體抑制器
    低電壓過(guò)沖，能夠處理大電流、低電容、低漏電流、短路故障模式。
    抑制技術(shù)
    有多種技術(shù)可用于保護(hù) SSR 和負(fù)載免受過(guò)壓狀況的影響。圖 1A 顯示了采用 DC 配置接線的 SSR，控制感性負(fù)載。為了保護(hù)繼電器免受感應(yīng)反激能量的影響，在負(fù)載兩端放置了一個(gè)二極管。當(dāng)繼電器關(guān)閉負(fù)載時(shí)，二極管將反激能量分流到線圈上，從而消除極端電壓。然而，該二極管不會(huì)保護(hù)繼電器免受其他來(lái)源產(chǎn)生的瞬變的影響。
        SSR過(guò)壓保護(hù)
    為了充分保護(hù) SSR，強(qiáng)烈建議在 SSR 的觸點(diǎn)上放置一個(gè)齊納二極管。當(dāng) SSR 關(guān)閉時(shí)，齊納二極管將保護(hù) SSR 免受任何正電壓瞬變的影響，而 MOSFET 開關(guān)固有的二極管將保護(hù) SSR 免受任何負(fù)電壓瞬變的影響。這些瞬變不應(yīng)超過(guò) SSR 的峰值負(fù)載電流值（每個(gè) MOSFET 大約 400 mA）。如果預(yù)計(jì)電流較大，請(qǐng)使用分立抑制器提供外部分流路徑。圖 1B 顯示了一個(gè)類似的應(yīng)用，該應(yīng)用使用交流電源，并在其交流/直流配置中接線了 SSR。這里利用 MOV 進(jìn)行雙向保護(hù)?？梢蕴砑拥谌齻€(gè) MOV（未顯示），以分流負(fù)載和 SSR。
    圖 2 顯示了基本數(shù)據(jù)訪問(wèn)布置 (DAA)，其中包括端接至變壓器初級(jí)濕式電路的電話環(huán)路、用于掛機(jī)/摘機(jī)控制的 SSR 以及瞬態(tài)電壓抑制 (TVS)。在 SSR 和負(fù)載之間放置抑制器件是最安全的電路保護(hù)方法。在此配置中，兩個(gè)抑制器的尺寸都需要相應(yīng)調(diào)整以處理浪涌電流。
      基本 DAA 保護(hù)
    圖 3 顯示了圖 2 中電路的改進(jìn)。這里，負(fù)載兩端的抑制裝置被重新定位并放置在負(fù)載和 SSR 上。該抑制器將首當(dāng)其沖地承受浪涌電流。SSR 上的抑制裝置現(xiàn)已降低其作用，僅保護(hù) SSR 免受負(fù)載的感應(yīng)沖擊。因此，現(xiàn)在可以使用具有較低電流處理能力的抑制裝置。如果負(fù)載不是感性負(fù)載，可以通過(guò)消除繼電器兩端的保護(hù)器來(lái)進(jìn)一步簡(jiǎn)化電路，如圖 4 所示。
      SSR 上具有較低電流 TVS 的基本 DAA
       帶電阻端接的基本 DAA
    圖 5 描繪了另一種保護(hù)場(chǎng)景。如果負(fù)載能夠處理浪涌電流，則直接跨接 SSR 放置抑制裝置就足夠了。
    具有能夠處理浪涌電流的負(fù)載電流的基本 DAA
    最常見(jiàn)的保護(hù)技術(shù)如圖 6 所示。直接跨電話環(huán)路放置的 TVS 將瞬態(tài)電壓限制為低于 SSR 負(fù)載電壓值的值。第二個(gè)抑制器裝置（通常是駐留在直流終端環(huán)路保持電路中的齊納二極管）可續(xù)流來(lái)自該干變壓器 DAA 電路的感應(yīng)飛回。
      典型的 DAA 保護(hù)
    抑制裝置選擇
    當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，短路保護(hù)器憑借其低阻抗最大限度地減少 SSR 中的功耗。如果將短路保護(hù)器直接跨接在 SSR 的輸出上，則 SSR 上將只有幾伏電壓，從而使流經(jīng) SSR 的電流保持在最低限度。另一方面，鉗位抑制器允許在 SSR 輸出上施加滿鉗位電壓。如果不采取預(yù)防措施，這可能會(huì)損壞 SSR。具有電流限制功能的 Vishay SSR 在承受高鉗位電壓時(shí)可最大限度地減少流過(guò) SSR 的電流。這些 SSR 允許設(shè)計(jì)人員使用廉價(jià)的 MOV 鉗位抑制器，而不必?fù)?dān)心損壞 SSR。
    選擇抑制器件時(shí)要考慮的主要電氣參數(shù)是鉗位電壓和電流容量。鉗位電壓或斷開過(guò)電壓不得超過(guò) SSR 擊穿電壓。為了防止這種情況發(fā)生，請(qǐng)確定峰值脈沖電流時(shí)最壞情況的鉗位電壓。MOV 具有最高的電壓鉗位比。對(duì)于這些器件，正常電路工作時(shí)經(jīng)歷的電壓與峰值瞬態(tài)電壓之間存在很大差異。無(wú)論使用哪種抑制器，都要適當(dāng)調(diào)整器件尺寸以吸收最壞情況的故障電流。