本應(yīng)用筆記介紹了不同類型的固態(tài)繼電器過壓保護器件。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)繼電器過壓保護器件。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。
    自問世以來，固態(tài)繼電器 (SSR) 一直依靠金屬氧化物壓敏電阻 (MOV) 等過壓抑制器件來保護其輸出免受瞬態(tài)過壓等極端電壓的影響。任何超過 SSR 的直流或峰值交流負(fù)載電壓（如數(shù)據(jù)表的絕對最大額定值中指定）的電壓都可能損壞 SSR。如果可能出現(xiàn)過壓情況（例如，來自電話線的閃電或電源交叉感應(yīng)、關(guān)閉電機和變壓器等感性負(fù)載產(chǎn)生的電壓尖峰，甚至來自原始市電的浪涌），則 SSR 的輸出需要過壓抑制設(shè)備
    抑制裝置
    過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
    常見抑制裝置的屬性
    齊納二極管
    低電壓過沖、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 SSR 和負(fù)載免受過壓狀況的影響。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)載兩端放置了一個二極管。當(dāng)繼電器關(guān)閉負(fù)載時，二極管將反激能量分流到線圈上，從而消除極端電壓。然而，該二極管不會保護繼電器免受其他來源產(chǎn)生的瞬變的影響。
        SSR過壓保護
    為了充分保護 SSR，強烈建議在 SSR 的觸點上放置一個齊納二極管。當(dāng) SSR 關(guān)閉時，齊納二極管將保護 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 SSR 免受任何負(fù)電壓瞬變的影響。這些瞬變不應(yīng)超過 SSR 的峰值負(fù)載電流值（每個 MOSFET 大約 400 mA）。如果預(yù)計電流較大，請使用分立抑制器提供外部分流路徑。圖 1B 顯示了一個類似的應(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 進行雙向保護?？梢蕴砑拥谌齻€ MOV（未顯示），以分流負(fù)載和 SSR。
    圖 2 顯示了基本數(shù)據(jù)訪問布置 (DAA)，其中包括端接至變壓器初級濕式電路的電話環(huán)路、用于掛機/摘機控制的 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方法。在此配置中，兩個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
    圖 3 顯示了圖 2 中電路的改進。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 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，可以通過消除繼電器兩端的保護器來進一步簡化電路，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 描繪了另一種保護場景。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
    最常見的保護技術(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)流來自該干變壓器 DAA 電路的感應(yīng)飛回。
      典型的 DAA 保護
    抑制裝置選擇
    當(dāng)發(fā)生故障時，短路保護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，這可能會損壞 SSR。具有電流限制功能的 Vishay SSR 在承受高鉗位電壓時可最大限度地減少流過 SSR 的電流。這些 SSR 允許設(shè)計人員使用廉價的 MOV 鉗位抑制器，而不必?fù)?dān)心損壞 SSR。
    選擇抑制器件時要考慮的主要電氣參數(shù)是鉗位電壓和電流容量。鉗位電壓或斷開過電壓不得超過 SSR 擊穿電壓。為了防止這種情況發(fā)生，請確定峰值脈沖電流時最壞情況的鉗位電壓。MOV 具有最高的電壓鉗位比。對于這些器件，正常電路工作時經(jīng)歷的電壓與峰值瞬態(tài)電壓之間存在很大差異。無論使用哪種抑制器，都要適當(dāng)調(diào)整器件尺寸以吸收最壞情況的故障電流。