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固态继电器过压保护
接线图
2024年01月26日 10:46 213
admin
本应用笔记介绍了不同类型的固态继电器过压保护器件。该文件还提供了有关它们的选择以及与 Vishay 固态继电器一起使用的建议。
本应用笔记介绍了不同类型的固态继电器过压保护器件。该文件还提供了有关它们的选择以及与 Vishay 固态继电器一起使用的建议。
自问世以来，固态继电器 (SSR) 一直依靠金属氧化物压敏电阻 (MOV) 等过压抑制器件来保护其输出免受瞬态过压等极端电压的影响。任何超过 SSR 的直流或峰值交流负载电压（如数据表的绝对最大额定值中指定）的电压都可能损坏 SSR。如果可能出现过压情况（例如，来自电话线的闪电或电源交叉感应、关闭电机和变压器等感性负载产生的电压尖峰，甚至来自原始市电的浪涌），则 SSR 的输出需要过压抑制设备
抑制装置
过电压抑制器有多种类型。大多数抑制器可分为以下四组之一。
齐纳二极管
金属氧化物压敏电阻 (MOV)
气体放电管
半导体抑制器
常见抑制装置的属性
齐纳二极管
低电压过冲、小尺寸、提供表面贴装版本、短路故障模式
MOV
能够处理大浪涌电流，提供表面贴装版本，短路故障模式，价格便宜。
气体放电管
可承受大浪涌电流、低电容、低漏电流
半导体抑制器
低电压过冲，能够处理大电流、低电容、低漏电流、短路故障模式。
抑制技术
有多种技术可用于保护 SSR 和负载免受过压状况的影响。图 1A 显示了采用 DC 配置接线的 SSR，控制感性负载。为了保护继电器免受感应反激能量的影响，在负载两端放置了一个二极管。当继电器关闭负载时，二极管将反激能量分流到线圈上，从而消除极端电压。然而，该二极管不会保护继电器免受其他来源产生的瞬变的影响。
SSR过压保护
为了充分保护 SSR，强烈建议在 SSR 的触点上放置一个齐纳二极管。当 SSR 关闭时，齐纳二极管将保护 SSR 免受任何正电压瞬变的影响，而 MOSFET 开关固有的二极管将保护 SSR 免受任何负电压瞬变的影响。这些瞬变不应超过 SSR 的峰值负载电流值（每个 MOSFET 大约 400 mA）。如果预计电流较大，请使用分立抑制器提供外部分流路径。图 1B 显示了一个类似的应用，该应用使用交流电源，并在其交流/直流配置中接线了 SSR。这里利用 MOV 进行双向保护。可以添加第三个 MOV（未显示），以分流负载和 SSR。
图 2 显示了基本数据访问布置 (DAA)，其中包括端接至变压器初级湿式电路的电话环路、用于挂机/摘机控制的 SSR 以及瞬态电压抑制 (TVS)。在 SSR 和负载之间放置抑制器件是最安全的电路保护方法。在此配置中，两个抑制器的尺寸都需要相应调整以处理浪涌电流。
基本 DAA 保护
图 3 显示了图 2 中电路的改进。这里，负载两端的抑制装置被重新定位并放置在负载和 SSR 上。该抑制器将首当其冲地承受浪涌电流。SSR 上的抑制装置现已降低其作用，仅保护 SSR 免受负载的感应冲击。因此，现在可以使用具有较低电流处理能力的抑制装置。如果负载不是感性负载，可以通过消除继电器两端的保护器来进一步简化电路，如图 4 所示。
SSR 上具有较低电流 TVS 的基本 DAA
带电阻端接的基本 DAA
图 5 描绘了另一种保护场景。如果负载能够处理浪涌电流，则直接跨接 SSR 放置抑制装置就足够了。
具有能够处理浪涌电流的负载电流的基本 DAA
最常见的保护技术如图 6 所示。直接跨电话环路放置的 TVS 将瞬态电压限制为低于 SSR 负载电压值的值。第二个抑制器装置（通常是驻留在直流终端环路保持电路中的齐纳二极管）可续流来自该干变压器 DAA 电路的感应飞回。
典型的 DAA 保护
抑制装置选择
当发生故障时，短路保护器凭借其低阻抗最大限度地减少 SSR 中的功耗。如果将短路保护器直接跨接在 SSR 的输出上，则 SSR 上将只有几伏电压，从而使流经 SSR 的电流保持在最低限度。另一方面，钳位抑制器允许在 SSR 输出上施加满钳位电压。如果不采取预防措施，这可能会损坏 SSR。具有电流限制功能的 Vishay SSR 在承受高钳位电压时可最大限度地减少流过 SSR 的电流。这些 SSR 允许设计人员使用廉价的 MOV 钳位抑制器，而不必担心损坏 SSR。
选择抑制器件时要考虑的主要电气参数是钳位电压和电流容量。钳位电压或断开过电压不得超过 SSR 击穿电压。为了防止这种情况发生，请确定峰值脉冲电流时最坏情况的钳位电压。MOV 具有最高的电压钳位比。对于这些器件，正常电路工作时经历的电压与峰值瞬态电压之间存在很大差异。无论使用哪种抑制器，都要适当调整器件尺寸以吸收最坏情况的故障电流。
本应用笔记介绍了不同类型的固态继电器过压保护器件。该文件还提供了有关它们的选择以及与 Vishay 固态继电器一起使用的建议。
自问世以来，固态继电器 (SSR) 一直依靠金属氧化物压敏电阻 (MOV) 等过压抑制器件来保护其输出免受瞬态过压等极端电压的影响。任何超过 SSR 的直流或峰值交流负载电压（如数据表的绝对最大额定值中指定）的电压都可能损坏 SSR。如果可能出现过压情况（例如，来自电话线的闪电或电源交叉感应、关闭电机和变压器等感性负载产生的电压尖峰，甚至来自原始市电的浪涌），则 SSR 的输出需要过压抑制设备
抑制装置
过电压抑制器有多种类型。大多数抑制器可分为以下四组之一。
齐纳二极管
金属氧化物压敏电阻 (MOV)
气体放电管
半导体抑制器
常见抑制装置的属性
齐纳二极管
低电压过冲、小尺寸、提供表面贴装版本、短路故障模式
MOV
能够处理大浪涌电流，提供表面贴装版本，短路故障模式，价格便宜。
气体放电管
可承受大浪涌电流、低电容、低漏电流
半导体抑制器
低电压过冲，能够处理大电流、低电容、低漏电流、短路故障模式。
抑制技术
有多种技术可用于保护 SSR 和负载免受过压状况的影响。图 1A 显示了采用 DC 配置接线的 SSR，控制感性负载。为了保护继电器免受感应反激能量的影响，在负载两端放置了一个二极管。当继电器关闭负载时，二极管将反激能量分流到线圈上，从而消除极端电压。然而，该二极管不会保护继电器免受其他来源产生的瞬变的影响。
SSR过压保护为了充分保护 SSR，强烈建议在 SSR 的触点上放置一个齐纳二极管。当 SSR 关闭时，齐纳二极管将保护 SSR 免受任何正电压瞬变的影响，而 MOSFET 开关固有的二极管将保护 SSR 免受任何负电压瞬变的影响。这些瞬变不应超过 SSR 的峰值负载电流值（每个 MOSFET 大约 400 mA）。如果预计电流较大，请使用分立抑制器提供外部分流路径。图 1B 显示了一个类似的应用，该应用使用交流电源，并在其交流/直流配置中接线了 SSR。这里利用 MOV 进行双向保护。可以添加第三个 MOV（未显示），以分流负载和 SSR。
图 2 显示了基本数据访问布置 (DAA)，其中包括端接至变压器初级湿式电路的电话环路、用于挂机/摘机控制的 SSR 以及瞬态电压抑制 (TVS)。在 SSR 和负载之间放置抑制器件是最安全的电路保护方法。在此配置中，两个抑制器的尺寸都需要相应调整以处理浪涌电流。
基本 DAA 保护图 3 显示了图 2 中电路的改进。这里，负载两端的抑制装置被重新定位并放置在负载和 SSR 上。该抑制器将首当其冲地承受浪涌电流。SSR 上的抑制装置现已降低其作用，仅保护 SSR 免受负载的感应冲击。因此，现在可以使用具有较低电流处理能力的抑制装置。如果负载不是感性负载，可以通过消除继电器两端的保护器来进一步简化电路，如图 4 所示。
SSR 上具有较低电流 TVS 的基本 DAA 带电阻端接的基本 DAA图 5 描绘了另一种保护场景。如果负载能够处理浪涌电流，则直接跨接 SSR 放置抑制装置就足够了。
具有能够处理浪涌电流的负载电流的基本 DAA最常见的保护技术如图 6 所示。直接跨电话环路放置的 TVS 将瞬态电压限制为低于 SSR 负载电压值的值。第二个抑制器装置（通常是驻留在直流终端环路保持电路中的齐纳二极管）可续流来自该干变压器 DAA 电路的感应飞回。
典型的 DAA 保护抑制装置选择
当发生故障时，短路保护器凭借其低阻抗最大限度地减少 SSR 中的功耗。如果将短路保护器直接跨接在 SSR 的输出上，则 SSR 上将只有几伏电压，从而使流经 SSR 的电流保持在最低限度。另一方面，钳位抑制器允许在 SSR 输出上施加满钳位电压。如果不采取预防措施，这可能会损坏 SSR。具有电流限制功能的 Vishay SSR 在承受高钳位电压时可最大限度地减少流过 SSR 的电流。这些 SSR 允许设计人员使用廉价的 MOV 钳位抑制器，而不必担心损坏 SSR。
选择抑制器件时要考虑的主要电气参数是钳位电压和电流容量。钳位电压或断开过电压不得超过 SSR 击穿电压。为了防止这种情况发生，请确定峰值脉冲电流时最坏情况的钳位电压。MOV 具有最高的电压钳位比。对于这些器件，正常电路工作时经历的电压与峰值瞬态电压之间存在很大差异。无论使用哪种抑制器，都要适当调整器件尺寸以吸收最坏情况的故障电流。
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