如何阅读固态继电器的数据表?

电器工程 微控制器 数据表 固态继电器 过零
2022-01-04 12:31:32

我正在寻找使用几个(12-18)固态继电器来控制一组水阀(24V AC 螺线管,20ma 保持电流,40ma 浪涌电流),但我找不到合适的零件,可能是因为我没有'不了解我正在阅读的数据表。

我发现的大多数低电流 (<=150mA)、廉价 (~1 美元) SSR 的最大“输入正向电压”额定值都在 1.0v-1.5v 范围内(典型示例请参见此处)。这是否仅仅意味着我的 MCU (3.3v) 和 SSR 之间需要一个 38 欧姆的电阻?

其他评级是什么意思,例如:

  • 重复峰值关闭状态电流(输出)
  • 通态电压(输出)
  • 保持电流(输出)
  • 最小触发电流(传输)

我假设导通状态电压是 SSR 输出所需的最小电压才能打开,所以在 24v 时,我远高于最小值,对吗?

最小触发电流和保持电流是开启和保持 SSR 开启所需的输出电流量吗?在零电压交叉处电流不会下降到零吗?我不确定这些评级是什么意思。

2个回答

这种类型的光可控硅主要用于电源电压应用。由于电流能力有限,它通常用作三端双向可控硅开关的驱动器,它是实际的开关设备。您的要求不高,因此您不需要,您可以使用光双向可控硅直接切换负载。光电三端双向可控硅开关是一种比机电继电器更便宜的解决方案,因此乍一看似乎是更好的选择。
然而,电子开关和机电开关之间的一个重要区别是,后者的导通电阻非常低,而前者在打开时总是会有电压降。这是数据表中提到的通态电压。这可以高达 3V,这在 230V 应用中无关紧要,但如果您的电源电压仅为 24V AC,则超过 10%。您的负载可能会在 21V 下工作,但您必须检查一下。

重复峰值关态电流是三端双向可控硅开关关断时的漏电流。2\$\mu\$A 是一个安全值。

保持电流是当栅极不再被驱动时三端双向可控硅开关需要保持开启的最小负载电流。对于普通的双向可控硅,您的 20mA 可能有点低,但光双向可控硅的3.5mA也是一个安全值。(此外,栅极被连续驱动,因此这是一个有争议的问题。这在四分量调光器中很重要,双向可控硅发出脉冲以打开双向可控硅,之后双向可控硅独立运行。)

然后是最小触发电流这是您必须提供给 LED 以打开三端双向可控硅开关的最小电流,我们必须相应地计算串联电阻。
你从哪里得到的 38\$\Omega\$ 电阻值?您需要图 3 和图 4 来计算 LED 电阻器的值。图 4 显示 10mA 是一个安全值,图 3 显示在 10mA 时 LED 电压最大为 1.3V。所以 \$R=\frac{3.3V - 1.3V}{10mA}=200\Omega\$ 最大值。您的 38\$\Omega\$ 将导致超过 50mA,这不仅超过绝对最大额定值(第 4 页),而且超过您的微控制器能够提供的电流。所以不要夸大其词,选择一个 180 \\$\\Omega\\$ 电阻。在较低的电阻下,电流对于微控制器的输出可能会变得太大。如果您想通过 LED 获得更多电流(不超过 20mA,切勿使用绝对最大额定值!)您可能需要使用晶体管。由于您需要很多,因此请考虑使用ULN2803之类的驱动器 IC 。

总之,我认为这种光双向可控硅是一个不错的选择。或者,您可以查看 MOCxxx 系列,例如MOC3012只需要一半的 LED 电流,您的微控制器会很感激。它没有直接给出三端双向可控硅开关电流的标称值,但从最大功耗 (300mW) 我们可以得出这应该是 100mA。(它说峰值重复浪涌电流是 1A,120pps,1ms 脉冲宽度。)

我不确定您是否理解 AC SSR 是什么。

在内部,您在 SSR 上的驱动输入连接到 LED,“输入正向电压”是该二极管上的电压降。就像驱动任何 LED 一样,您需要使用一个电阻器来控制通过 LED 的电流(参见 stevenvh 的数学答案)。

LED 照射在一个光电二极管上,该光电二极管作为响应产生电流。光电二极管将电流驱动到控制输出的双向可控硅(两个背靠背 SCR)。考虑到这一点,这些值应该是有意义的,如果没有,请阅读Triacs。

重复峰值关闭状态电流(输出)

这是继电器关闭时通过输出端子泄漏的电流量。这实际上是输出可控硅的漏电流。在您链接的数据表中,这是在最大关闭状态电压下额定的。(400-600V)

通态电压(输出)

这是处于 ON 状态时输出两端的电压降。输出由通过具有压降的三端双向可控硅开关的电流控制,因此基本上如果您在输出 IN 端子上放置 24V,您会在所链接设备的输出 OUT 端子上看到 21V。好吧,这不是一个非 RMS 值,因为您的 24V AC 可能是 RMS 值,所以您必须从峰峰值 AC 而不是 RMS AC 中减去它。

保持电流(输出)

这是必须流过开关以使其保持在 ON 状态的最小电流。无论输入引脚的状态如何,器件都将保持开启状态,直到电流回落到该值以下。由于我们正在使用交流电,因此下次交流电波返回零交叉时,电流将低于此值。如果发生这种情况时输入为高电平,则输出将或多或少保持打开状态,它将短暂关闭,直到电流在过零附近摆动并再次通过另一个大小的保持电流值。有效保持电流是您可以使用 SSR 切换的最小负载。

最小触发电流(传输)

这是您需要施加到输入光电二极管以打开 SSR 的最小电流。这就是 stevenvh 数学中的 10mA 作为最小输入电流的来源。