固態(tài)繼電器 使用注意事項(xiàng)
■使用SSR前
①實(shí)際使用SSR時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生預(yù)想不到的事故。為此，必須盡可能地進(jìn)行測(cè)試。例如，考慮SSR特性時(shí)，經(jīng)常必須考慮到各產(chǎn)品的差異。
②有關(guān)目錄中記載的各額定性能值，如果沒有特別指明，則所有值都是在JIS C5442標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)狀態(tài)（溫度15～30℃、相對(duì)濕度25～ 85%RH、氣壓86～106kPa）下的值。確認(rèn)實(shí)際設(shè)備時(shí)，除了負(fù)載條件以外，還必須在和實(shí)際使用狀態(tài)相同的條件下確認(rèn)使用環(huán)境。
■關(guān)于輸入電路
●關(guān)于輸入側(cè)的接線
SSR的輸入阻抗有一定參差， 應(yīng)避免若干個(gè)輸入的串聯(lián)連接， 否則容易造成誤動(dòng)作。
●關(guān)于輸入噪聲
SSR 動(dòng)作時(shí)間及動(dòng)作所需的功率極小， 因此必須控制影響到 INPUT端子的噪聲。如果噪聲施加到端子， 會(huì)引起誤動(dòng)作。以下是針對(duì)脈沖性噪聲和感應(yīng)性噪聲的對(duì)策舉例。
①脈沖性噪聲
利用C、R吸收噪聲非常有效。下圖是針對(duì)光電耦合器方式的 SSR選擇C、R的實(shí)例。
為滿足SSR的輸入電壓， 在R和電源電壓E的關(guān)系上確定R的上限。
C變大時(shí)，由于C的放電復(fù)位時(shí)間將變長(zhǎng)。
請(qǐng)注意上述2點(diǎn)，確定C、R。
②感應(yīng)噪聲
請(qǐng)不要將輸入線路和動(dòng)力線并排設(shè)置。感應(yīng)噪聲可能導(dǎo)致SSR 誤動(dòng)作。當(dāng)感應(yīng)噪聲在SSR的輸入端子處感生電壓時(shí)，必須通過絞合線（電磁感應(yīng)）、屏蔽線（靜電感應(yīng)）將影響SSR輸入端子的感應(yīng)噪聲引起的感應(yīng)電壓控制在SSR的復(fù)位電壓以下。
此外，對(duì)高頻設(shè)備發(fā)出的噪聲，請(qǐng)附加C、R濾波器。
●關(guān)于輸入條件
①關(guān)于輸入電壓的紋波
輸入電壓中有紋波的場(chǎng)合， 請(qǐng)將峰值電壓設(shè)定在使用電壓的最大值以下， 谷值電壓設(shè)定在使用電壓最小值以上后使用。
②漏電流對(duì)策
通過晶體管輸出驅(qū)動(dòng)SSR的場(chǎng)合， 有時(shí)會(huì)由于斷開時(shí)晶體管的漏電流導(dǎo)致復(fù)位不良。作為對(duì)策， 請(qǐng)如下圖所示， 連接泄放電阻R， 設(shè)置加在泄放電阻R兩端的電壓E在SSR復(fù)位電壓的1/2以下。
利用下列公式計(jì)算泄放電阻R。
R≤ E/(IL－I)
E ： 加在泄放電阻R兩端的電壓=SSR復(fù)位電壓的1/2
IL ： 晶體管的漏電流
I ： SSR的復(fù)位電流
目錄中沒有記載SSR復(fù)位電流值， 因此要按以下公式計(jì)算。
SSR的復(fù)位電流＝復(fù)位電壓的最小值/輸入阻抗
恒定電流輸入電路的SSR（G3NA、G3PA、G3PB等）以0.1mA 計(jì)算。
下面以G3M-202P DC24為例進(jìn)行計(jì)算。
復(fù)位電流 I＝1V/1.6kΩ ＝0.625mA
泄放電阻值 R＝ (1V×1/2)/(IL－0.625mA)
③開關(guān)頻率
如果是交流負(fù)載開關(guān)， 請(qǐng)將開關(guān)頻率控制在10Hz下使用， 如果是直流負(fù)載開關(guān)， 請(qǐng)將開關(guān)頻率控制在100Hz以下使用。
如果超出上述開關(guān)頻率使用， 則可能導(dǎo)致SSR的輸出跟不上。
④輸入阻抗
在輸入電壓有一定寬度的SSR （如G3F、G3H） 中， 有些機(jī)種的輸入阻抗會(huì)隨著輸入電壓發(fā)生變化， 輸入電流也隨之發(fā)生變化。用半導(dǎo)體等驅(qū)動(dòng)SSR的場(chǎng)合， 電壓會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體故障， 請(qǐng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)后使用。
下面是代表例。
■關(guān)于輸出電路
●關(guān)于交流開關(guān)型SSR輸出處的噪聲、浪涌
·SSR 使用的交流電源中疊加有能量較大的浪涌電壓的場(chǎng)合， 由于插入SSR的LOAD端子之間的C、R緩沖電路（內(nèi)置在SSR 中） 的抑制能力不足， 會(huì)超出SSR瞬態(tài)峰值電壓， 導(dǎo)致SSR的過電壓破壞。
要測(cè)定浪涌在很多情況下都是比較困難的， 基本上都是采用增加變阻器。最終使用階段可確認(rèn)沒有浪涌的場(chǎng)合除外。
·G3NA、G3S、G3PA、G3PB、G3PC、G3NE、G3J、G3NH、 G9H、G3DZ、G3RZ、G3FM以外的機(jī)種中沒有內(nèi)置浪涌吸收用可變電阻。請(qǐng)務(wù)必在開關(guān)感性負(fù)載時(shí)實(shí)施附加浪涌吸收元件等浪涌對(duì)策。
·下面是附加了浪涌電壓吸收元件時(shí)的對(duì)策舉例。
本公司是在以下條件下通過耐沖擊電壓試驗(yàn)， 來確認(rèn)SSR輸出側(cè)耐量的。
| 使用電壓 |
可變電阻電壓 |
浪涌耐量 |
| AC100～120V用 |
240～270V |
1000A以上 |
| AC200～240V用 |
440～470V |
| AC380～480V用 |
820～1000V |
●關(guān)于輸出側(cè)的連接
請(qǐng)避免SSR輸出側(cè)的并聯(lián)。SSR的場(chǎng)合， 不可能出現(xiàn)輸出側(cè)兩頭都為ON的情況， 因此負(fù)載電流不會(huì)增加。
●關(guān)于直流開關(guān)型SSR的輸出處的噪聲·浪涌
連接螺線管、電磁閥等負(fù)載時(shí)， 請(qǐng)連接防止反電動(dòng)勢(shì)的二極管。施加超出SSR輸出元件耐壓的反電動(dòng)勢(shì)時(shí)， 會(huì)導(dǎo)致SSR輸出元件的破壞。作為相應(yīng)措施，可以將表1的元件和負(fù)載并聯(lián)插入。（參照下圖）
吸收元件中， 二極管方式是抑制反電動(dòng)勢(shì)效果最好的。但螺線管、電磁閥的復(fù)位時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)。請(qǐng)?jiān)趯?shí)際使用電路上確認(rèn)后使用。另外， 可以使用二極管和齊納二極管縮短復(fù)位時(shí)間。在這種情況下， 齊納二極管的齊納電壓（Vz） 越高復(fù)位時(shí)間越短。
表1 吸收元件例
（參考）
①二極管的選擇方法
耐電壓＝VRM≥電源電壓×2
正向電流＝IF≥負(fù)載電流
②齊納二極管的選擇方法
齊納電壓＝VZ＜SSR的集電極發(fā)射極之間電壓
－ （電源電壓＋2V）
齊納浪涌功率＝PRSM＞VZ×負(fù)載電流×安全率（2～3）
＊如果齊納電壓（Vz） 增高， 則齊納二極管的容量（PRSM） 將變大。
●關(guān)于DC輸出型中的AND電路
在以下電路中，請(qǐng)使用G3DZ、G3RZ。在一般情況下， SSR也可能出現(xiàn)復(fù)位不良。
●關(guān)于自保持電路
要使用自保持電路時(shí)， 請(qǐng)利用有接點(diǎn)繼電器構(gòu)成電路。
（SSR中不能組成自保持電路）。
●關(guān)于各負(fù)載的SSR的選擇
下面顯示各負(fù)載中浪涌電流的實(shí)例。
①加熱器（阻性負(fù)載）
沒有浪涌電流的負(fù)載。一般和電壓輸出的溫度控制器組合用于開關(guān)加熱器。還可以使用帶過零觸發(fā)功能的SSR， 大幅抑制噪聲的產(chǎn)生。
但是， 該種負(fù)載不包括純金屬類、陶瓷類的加熱器。純金屬類、陶瓷類的加熱器在常溫下電阻值較低， 因此SSR中流過過載電流， 可能導(dǎo)致SSR破壞。
開關(guān)純金屬類、陶瓷類的加熱器時(shí)， 請(qǐng)選擇電力調(diào)整器（G3PX） 的長(zhǎng)時(shí)間軟啟動(dòng)類型或恒定電流類型。
②燈負(fù)載
白熾燈、鹵素?zé)舻冉油娏骱艽蟆＃~定電流的約10～15倍）請(qǐng)選擇SSR， 使得該接通電流的峰值在SSR接通電流耐量的1/2 以下。（參照下圖的重復(fù)曲線＜虛線＞）
重復(fù)施加超出接通電流耐量1/2的接通電流， 會(huì)導(dǎo)致SSR輸出元件的電流破壞。
③馬達(dá)負(fù)載
馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)有相當(dāng)于額定電流5～10倍的接通電流流過。另外， 接通電流流通的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)。因此， 測(cè)定實(shí)際使用狀態(tài)下的接通電流及啟動(dòng)時(shí)間后， 選擇SSR使得接通電流的峰值在 SSR接通電流耐量1/2以下。SSR關(guān)閉時(shí)由于馬達(dá)發(fā)出的反電動(dòng)勢(shì)可能會(huì)導(dǎo)致SSR的破壞， 請(qǐng)實(shí)行過電壓保護(hù)。
④變壓器負(fù)載
SSR關(guān)閉瞬間， 10～500ms之內(nèi)會(huì)有10～20倍的勵(lì)磁電流流過 SSR。如果次級(jí)無負(fù)載， 勵(lì)磁電流最大。請(qǐng)選擇SSR使得該勵(lì)磁電流在SSR接通電流耐量1/2以下。
⑤半波整流電路
有些交流用電磁計(jì)數(shù)器及螺線管內(nèi)置有二極管， 半波整流。該負(fù)載中只加有SSR的輸出電壓的半波。為此， 在帶過零觸發(fā)功能的SSR中， 可能導(dǎo)致無法關(guān)閉。對(duì)此， 可以采取以下兩種方法解決。
1. 連接流過SSR負(fù)載電流約20%的電流的泄放電阻。
2. 使用無過零觸發(fā)功能的SSR。但半波整流的制動(dòng)器線圈的開關(guān)則不受此限制， 請(qǐng)另行商談。
⑥全波整流負(fù)載
有些交流用電磁計(jì)數(shù)器及螺線管內(nèi)置有二極管， 全波整流。這種負(fù)載中的負(fù)載電流會(huì)如下圖所示， 變?yōu)榻咏诰匦尾ǖ牟ㄐ巍?BR>
因此， 交流用SSR在輸出元件中使用晶閘管開關(guān)（電路電流不為0， 元件不斷開） ， 如果負(fù)載電流波形為矩形波， 可能導(dǎo)致 SSR復(fù)位不良。
開關(guān)全波整流的負(fù)載時(shí)， 請(qǐng)選擇-V型或功率MOSFET繼電器。
（-V型SSR）
（-V型SSR） G3F-203SL-V、G3H-203SL-V
（功率MOS FET繼電器） G3DZ、G3RZ、G3FM
⑦小容量負(fù)載
SSR中沒有輸入信號(hào)時(shí)， 輸出（LOAD） 處會(huì)流過數(shù)mA的漏電流IL。為此， 如果該漏電流大于負(fù)載的復(fù)位電流， 會(huì)引起復(fù)位不良。請(qǐng)?jiān)黾覵SR開關(guān)電流的泄放電阻R和負(fù)載并聯(lián)，以解決問題。
⑧變頻器負(fù)載
請(qǐng)不要將變頻器控制的電源作為SSR的負(fù)載電源使用。變頻器控制的波形會(huì)變?yōu)榫匦尾ǎ?因此dV/dt非常大， 會(huì)引起SSR誤啟動(dòng)， 導(dǎo)致復(fù)位不良。
在輸入處使用變頻器控制的電源的場(chǎng)合， 只要電源的有效值在 SSR的使用電壓范圍內(nèi)， 就可以使用。
⑨電容性負(fù)載
SSR關(guān)閉時(shí)， 電源電壓+電容器的電荷電勢(shì)施加到SSR的兩端，因此請(qǐng)選擇SSR使得可使用電壓在電源電壓的2倍以上， 同時(shí)使得充電電流在SSR接通電流耐量1/2以下。
■關(guān)于使用負(fù)載電源
1. 關(guān)于整流的電源
通過全波整流或半波整流將交流電源作為直流負(fù)載電源使用時(shí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)定負(fù)載電源的峰值電源不超出SSR使用負(fù)載電源的最大值。在這樣的情況下， 會(huì)變成過電壓， 導(dǎo)致SSR輸出元件破壞。
2. 關(guān)于交流負(fù)載電源的使用頻率
關(guān)于交流負(fù)載電源的使用頻率， 請(qǐng)控制在47～63Hz。
3. 關(guān)于交流低電壓負(fù)載
在SSR的使用負(fù)載電壓范圍的最小值以下使用負(fù)載電源時(shí)， 施加到負(fù)載上的電壓的損失時(shí)間比在SSR使用電壓范圍內(nèi)使用負(fù)載電源時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)。
下圖是負(fù)載例。（損失時(shí)間A<B）。在實(shí)際使用時(shí)， 為了避免該損失時(shí)間導(dǎo)致的問題， 請(qǐng)確認(rèn)后使用。
另外， 如果負(fù)載電壓低于觸發(fā)電壓， 則SSR不能接通， 因此請(qǐng)將負(fù)載電壓設(shè)定在AC75V 以上。（G3PAVD、G3NA-2 □□B 為 AC24V）
4. 關(guān)于相位控制的交流電源
相位控制的電源不能使用。
■使用環(huán)境以及保存環(huán)境的注意事項(xiàng)
1. 關(guān)于使用環(huán)境溫度
規(guī)定的是在并非充滿熱氣的條件下SSR的使用環(huán)境溫度額定值。為此， 如果是通風(fēng)、換氣等散熱條件惡劣、充滿熱氣的環(huán)境， 則會(huì)超出使用環(huán)境溫度額定值， 導(dǎo)致SSR的故障及燒壞。
使用時(shí)， 請(qǐng)實(shí)施散熱設(shè)計(jì)， 滿足各機(jī)種中的“負(fù)載電流-環(huán)境溫度額定值” 。另外， 有時(shí)會(huì)因?yàn)榄h(huán)境條件（氣候條件、室內(nèi)空調(diào)條件等） 及使用條件（密閉盤內(nèi)安裝等） 引起SSR的使用環(huán)境溫度變高， 請(qǐng)注意。
2. 關(guān)于使用環(huán)境以及保存環(huán)境
請(qǐng)不要在下述場(chǎng)所中使用或保存， 會(huì)引起故障、誤動(dòng)作、特性劣化。
·陽(yáng)光直接照射的場(chǎng)所。
·環(huán)境溫度超出－20～＋60℃范圍的場(chǎng)所。
·相對(duì)濕度超出45～85%RH的場(chǎng)所， 溫度急劇變化、會(huì)出現(xiàn)結(jié)露的場(chǎng)所。
·環(huán)境溫度超出－30～＋70℃范圍的場(chǎng)所。
·存在腐蝕性氣體、易燃性氣體的場(chǎng)所。
·塵埃、鹽分、鐵粉較多的場(chǎng)所。
·本體上有直接振動(dòng)、沖擊的場(chǎng)所。
·水、油、藥品等飛散的場(chǎng)所。 | 3. 長(zhǎng)期保存SSR時(shí)
長(zhǎng)期保管時(shí)， 端子表面受到大氣直射， 會(huì)因氧化等導(dǎo)致端子焊接性劣化。因此， 在實(shí)際安裝長(zhǎng)期保存后的基板時(shí)， 請(qǐng)先確認(rèn)焊接狀態(tài)再使用。
4. 關(guān)于振動(dòng)·沖擊
請(qǐng)不要在SSR上施加標(biāo)準(zhǔn)值以上的振動(dòng)、沖擊。如果施加異常振動(dòng)、沖擊， 不但會(huì)引起誤動(dòng)作， 還會(huì)由于SSR內(nèi)部部件的變形、破損等， 引起動(dòng)作不良。
此外， 為使SSR上沒有異常的振動(dòng)， 也請(qǐng)?jiān)诓粫?huì)受到產(chǎn)生振動(dòng)的設(shè)備（馬達(dá)等） 影響的場(chǎng)所、方法下進(jìn)行安裝。
5. 關(guān)于溶劑的附著
請(qǐng)避免SSR上附著稀釋劑、汽油等溶劑。溶劑附著會(huì)導(dǎo)致標(biāo)記的消失。
6. 關(guān)于油的附著
SSR的端子臺(tái)蓋上附著油， 會(huì)導(dǎo)致蓋的白濁或裂紋。
■關(guān)于實(shí)際操作
1.關(guān)于漏電流
即使在沒有輸入時(shí)， SSR也會(huì)通過緩沖電路， 流過漏電流。因此， 更換SSR、進(jìn)行配線時(shí)， 請(qǐng)務(wù)必?cái)嚅_輸入處以及負(fù)載處的電源， 確認(rèn)安全后再操作。
2. 關(guān)于螺釘緊固轉(zhuǎn)矩
SSR端子松動(dòng)時(shí)， 會(huì)由于通電時(shí)的發(fā)熱導(dǎo)致SSR燒壞。
請(qǐng)按照下表中的緊固轉(zhuǎn)矩配線。
SSR端子螺釘?shù)木o固轉(zhuǎn)矩
| SSR型號(hào) |
螺釘 |
建議緊固轉(zhuǎn)矩 |
| G3PC、 G32A、 插座等 |
M3.5 |
0.75～1.18N·m |
| G3NA、 G3PA-10/20A型 |
M4 |
0.98～1.37N·m |
| G3NA、 G3PA-40A型 |
M5 |
1.57～2.35N·m |
| G3NH-□□75 |
M6 |
3.92～4.9N·m |
| G3NH-□150 |
M8 |
8.82～9.8N·m | 注. 過度擰緊可能造成螺釘破損， 請(qǐng)?jiān)谏鲜雠ぞ胤秶鷥?nèi)進(jìn)行緊固。
3. 關(guān)于SSR安裝面板的材質(zhì)
不使用G3NA、G3NE、G3PB散熱器， 直接安裝到控制盤等的面板上的場(chǎng)合， 請(qǐng)采用熱阻較小的鋁制材料或鐵板。這時(shí)， 請(qǐng)務(wù)必在安裝面上涂抹散熱用硅膠（東芝硅YG6260、信越硅G746 等）。
安裝熱阻較高材質(zhì)的面板（涂層面板等） 的場(chǎng)合， SSR的散熱效率會(huì)降低， 從而導(dǎo)致SSR的輸出元件的熱損壞。此外， 如果安裝到木材等易燃材質(zhì)上使用， 會(huì)因SSR的發(fā)熱引起木材炭化， 導(dǎo)致火災(zāi)。
4. 關(guān)于表面連接插座
①安裝表面連接插座時(shí)， 在加工安裝孔后， 請(qǐng)注意用螺釘緊固，不要有松動(dòng)。
如果表面安裝螺釘有松動(dòng)， 會(huì)由于振動(dòng)、沖擊導(dǎo)致插座、SSR 和導(dǎo)線脫落。
也有可以一次性安裝到35mm寬度DIN導(dǎo)軌上的表面連接插座。
②為了保證SSR和插座的切實(shí)連接， 請(qǐng)使用固定配件。如果施加異常的振動(dòng)、沖擊， SSR會(huì)從插座上脫落。
5. 關(guān)于SSR的插拔方向
插拔SSR和插座時(shí)， 請(qǐng)和插座表面成垂直方向。如果斜向插拔 SSR， 可能導(dǎo)致SSR本體端子彎曲， 不能插入插座中。
6.關(guān)于配線到搭接端子用插座
請(qǐng)參考下表正確安裝。如果配線方法不當(dāng)， 會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線脫落。
|
項(xiàng)目
型號(hào) |
卷繞
狀態(tài) |
型號(hào)名
（位） |
使用電線 |
導(dǎo)線被覆
長(zhǎng)度（mm） |
有效圈
數(shù)（次） |
標(biāo)準(zhǔn)端子
（mm） |
拉拔力
（kg） |
適用
范圍 |
| AWG |
φ |
| PY□QN |
被覆1圈 |
21-A |
26 |
0.4 |
43～44 |
約6 |
1×1 |
3～8 |
1-B |
| 22-A |
24 |
0.5 |
36～37 |
約6 |
4～13 |
2-B |
| 23-A |
22 |
0.65 |
41～42 |
4～15 |
20-B |
| PY□QN |
普通圈 |
20-A |
20 |
0.8 |
37～38 |
約6 |
1.0×1.5 |
5～15 | 注. PY□QN型使用的電線φ 0.65可以卷繞6圈。
PY□QN型使用的電線φ 0.8可以卷繞4圈。
7. 關(guān)于禁止向接線片端子焊接
請(qǐng)不要向G3NE接線片端子焊接導(dǎo)線。會(huì)導(dǎo)致SSR部件的破壞。
8. 關(guān)于端子切割
請(qǐng)不要用自動(dòng)切割機(jī)切割端子。
用自動(dòng)切斷機(jī)等切割端子， 會(huì)引起內(nèi)置部件的損傷。
9. 使端子變形
請(qǐng)不要強(qiáng)行修正及使用變形的端子。在這種情況下， 如果向SSR 施加過大的力， 將不能保持初始性能。
10. 關(guān)于固定配件
安裝、拆卸固定配件時(shí)， 請(qǐng)注意不要使配件變形， 也不要使用已經(jīng)變形的配件。會(huì)導(dǎo)致SSR上被施以強(qiáng)大的力而不能保持特性，或不能獲取充足的保持力， 且SSR的松動(dòng)會(huì)引起接觸不良等故障。
11. 關(guān)于印刷基板用SSR的焊接
1. 請(qǐng)?jiān)?60℃下5秒內(nèi)進(jìn)行SSR的焊接。
但是， 關(guān)于個(gè)別設(shè)定條件的機(jī)種， 請(qǐng)按照個(gè)別條件進(jìn)行焊接。
2. 請(qǐng)從SSR材料的適合性出發(fā)， 使用非腐蝕性的松香系列助焊劑。
12. 關(guān)于超聲波清洗
請(qǐng)不要進(jìn)行超聲波清洗。
如果在安裝基板后對(duì)SSR 進(jìn)行超聲波清洗， 會(huì)因超聲波而產(chǎn)生 SSR內(nèi)部結(jié)構(gòu)共振， 導(dǎo)致內(nèi)置部件的損傷。
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