用一個很小的外部電壓或電流控製這些半導體。因此，半導體可以利用低輸入功率控製高輸出功率型負荷。負荷電流可以是交流(AC)或直流(DC)，這決定了用於執行切換功能的半導體類型。除負荷控製外
，可取決於具體應用將SSR絕緣或半絕緣。

 

相比機電繼電器(EMR)

，SSR不具有可能磨損並限製末端設備使用壽命的機械觸點。可以利用SSR的一些末端設備包括諸如暖通空調(HVAC)係統控製、恒溫器、工廠自動化可編程邏輯控製器(PLC)與測試測量設備。

 

控製交流負荷

 

晶閘管與功率MOSFET通常控製交流負荷。晶閘管是一個閉鎖裝置，在柵極接收到電流脈衝時開始導電並將持續導電
，直到電流降為零。晶閘管係列包括SCR和TRIAC。SCR是一個單向半可控開關，在負荷電流降為零時斷開。

 

由於SCR的單向功能，用一個配置有兩個反並聯SCR的TRIAC控製交流電流

，如圖1所示。TRIAC將jiang使shi正zheng負fu電dian流liu實shi現xian接jie通tong可ke控kong性xing。電dian流liu降jiang為wei零ling的de延yan遲chi時shi間jian最zui長chang為wei半ban個ge周zhou期qi，在zai柵zha控kong信xin號hao消xiao除chu與yu電dian流liu降jiang為wei零ling之zhi間jian。這zhe在zai無wu需xu控kong製zhi斷duan開kai時shi間jian時shi並bing非fei理li想xiang狀zhuang態tai。例li如ru
，當dang今jin的de智zhi能neng恒heng溫wen器qi包bao括kuo更geng多duo功gong能neng，需xu要yao更geng高gao功gong率lv。恒heng溫wen器qi可ke通tong過guoHVAC電源自供電

，而非消耗來自恒溫器電池的額外功率。此方案僅在接通與斷開時間受控時可行。

 

圖1：帶一個交流負荷的TRIAC SSR

 

此問題的解決方案是功率MOSFET。功率MOSFET為雙向性，但僅在一個方向完全可控。通過采用兩個串聯的MOSFET，如圖2所示的配置方案，可完全控製交流電流以及MOSFET的接通與斷開時間。利用任一個MOSFET的體二極管，正負電流均可在接通時間內流動。圖3a所示為電流如何流經MOSFET及其相應的體二極管。

 

在斷開期間，兩個MOSFET的體二極端均會阻止電流流動。頂部體二級管針對正電壓施加反向偏壓，底部體二極管針對負電壓施加反向偏壓，如圖3b所示。柵極驅動電路的輸入電容與電流驅動能力決定MOSFET的接通與斷開時間。

 

圖2：帶一個交流負荷的MOSFET SSR

 

圖 3：電流在接通時間 (a) 流經MOSFET SSR；斷開時間 (b)

 

由於低導通電阻與廣域電流/電壓能力，並得益於各種成套選項，包括經業內認可且測量精度可達1.53 mm x 0.77 mm的LGA裝置，你可輕鬆借助TI的MOSFET強化你的設計，而無需在性能上妥協。例如，100V NexFET™ CSD19537Q3 采用3.3-mm x 3.3-mm SON封裝的N通道功率MOSFET可以控製建築物內HVAC係統的交流負荷。

 

控製直流負荷

 

功率BJT或MOSFET通常控製直流負荷。功率BJT為單向且完全可控裝置，功率MOSFET則為雙向性但僅在一個方向可控，如前文I中所述。由於直流電流為單極性
，僅需要一個BJT或MOSFET，如圖4所示。這兩個裝置均需要一個恒定的控製信號以保持在接通狀態。SCR與TRIAC不bu適shi合he此ci類lei應ying用yong
，因yin為wei直zhi流liu負fu荷he的de電dian流liu不bu會hui變bian為wei零ling並bing使shi這zhe兩liang種zhong裝zhuang置zhi自zi然ran斷duan開kai。直zhi流liu負fu荷he的de一yi個ge示shi例li是shi家jia用yong電dian器qi或huo工gong業ye係xi統tong內nei的de直zhi流liu電dian機ji。

 

圖4：帶一個功率BJT (a)或功率MOSFET (b)的直流負荷SSR

 

絕緣

 

SSR用(yong)於(yu)需(xu)要(yao)高(gao)壓(ya)或(huo)多(duo)負(fu)荷(he)控(kong)製(zhi)的(de)應(ying)用(yong)情(qing)況(kuang)。將(jiang)兩(liang)個(ge)或(huo)更(geng)多(duo)負(fu)荷(he)整(zheng)合(he)至(zhi)一(yi)個(ge)係(xi)統(tong)時(shi)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)絕(jue)緣(yuan)。此(ci)類(lei)情(qing)況(kuang)下(xia)，即(ji)使(shi)是(shi)在(zai)低(di)壓(ya)係(xi)統(tong)內(nei)，也(ye)應(ying)務(wu)必(bi)借(jie)助(zhu)絕(jue)緣(yuan)措(cuo)施(shi)保(bao)持(chi)接(jie)地(di)分(fen)離(li)。用(yong)於(yu)SSR的兩種典型的絕緣方法是變壓器耦合與光絕緣器耦合。

 

在變壓器耦合中
，施加至變壓器一次側與二次側的控製信號觸發功率開關。變壓器的益處是功率可隨著傳送至二次則電路的信號轉換。

 

在光絕緣器耦合中，光敏半導體感測由諸如發光二極管(LED)等deng光guang源yuan或huo紅hong外wai線xian源yuan施shi加jia的de控kong製zhi信xin號hao。光guang敏min半ban導dao體ti發fa出chu的de信xin號hao觸chu發fa功gong率lv開kai關guan。此ci方fang法fa不bu涉she及ji控kong製zhi輸shu入ru與yu負fu荷he之zhi間jian的de電dian氣qi連lian接jie，可ke確que保bao電dian氣qi絕jue緣yuan。缺que點dian是shi你ni必bi須xu向xiang不bu包bao括kuo光guang耦ou可ke控kong矽gui的de二er極ji側ce電dian路lu提ti供gong一yi個ge獨du立li電dian源yuan。

 

如果無需絕緣（諸如在控製單一負荷的低壓係統內），可(ke)采(cai)用(yong)直(zhi)接(jie)的(de)交(jiao)流(liu)與(yu)直(zhi)流(liu)控(kong)製(zhi)。直(zhi)接(jie)控(kong)製(zhi)是(shi)指(zhi)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)提(ti)供(gong)不(bu)帶(dai)額(e)外(wai)絕(jue)緣(yuan)的(de)觸(chu)發(fa)功(gong)能(neng)。由(you)於(yu)簡(jian)化(hua)設(she)計(ji)
，直(zhi)接(jie)控(kong)製(zhi)在(zai)以(yi)成(cheng)本(ben)為(wei)主(zhu)要(yao)考(kao)量(liang)時(shi)更(geng)為(wei)可(ke)取(qu)。

 

 

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