固態繼電器檢視原始碼討論檢視歷史
| 固態繼電器 |
 |
|
中文名：固態繼電器 外文名：Solid State Relay 簡 稱：SSR 解 釋：由微電子電路 |
固態繼電器（Solid State Relay,縮寫SSR），是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關。用隔離器件實現了控制端與負載端的隔離。固態繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅動大電流負載。[1]
固態繼電器(SOLIDSTATERELAYS,以下簡寫成「SSR」),是一種全部由固態電子元件組成的新型無觸點開關器件,它利用電子元件(如開關三極管、雙向可控硅等半導體器件)的開關特性,可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的,因此又被稱為「無觸點開關」。固態繼電器是一種四端有源器件,其中兩個端子為輸入控制端,另外兩端為輸出受控端.它既有放大驅動作用,又有隔離作用,很適合驅動大功率開關式執行機構,較之電磁繼電器可靠性更高,且無觸點、壽命長、速度快,對外界的干擾也小,已被得到廣泛應用
目錄
原理
SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類,它們分別在交流或直流電源上做負載的開關,不能混用。下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理,圖1是它的工作原理框圖,圖1中的部件①～④構成交流SSR的主體,從整體上看,SSR只有兩個輸入端(A和B)及兩個輸出端(C和D),是一種四端器件。
工作時只要在A、B上加上一定的控制信號,就可以控制C、D兩端之間的「通」和「斷」,實現「開關」的功能,其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道,但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯繫,以防止輸出端對輸入端的影響,耦合電路用的元件是「光耦合器」,它動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高;由於輸入端的負載是發光二極管,這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配,在使用時可直接與計算機輸出接口相接,即受「1」與「0」的邏輯電平控制。觸發電路的功能是產生合乎要求的觸發信號,驅動開關電路④工作,但由於開關電路在不加特殊控制電路時,將產生射頻干擾並以高次諧波或尖峰等污染電網,為此特設「過零控制電路」。所謂「過零」是指,當加入控制信號,交流電壓過零時,SSR即為通態;而當斷開控制信號後,SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時,SSR才為斷態。這種設計能防止高次諧波的干擾和對電網的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對開關器件雙向可控硅管的衝擊和干擾(甚至誤動作)而設計的,一般是用「R-C」串聯吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。
用途
專用的固態繼電器可以具有短路保護，過載保護和過熱保護功能，與組合邏輯固化封裝就可以實現用戶需要的智能模塊，直接用於控制系統中。
固態繼電器已廣泛應用於計算機外圍接口設備、恆溫系統、調溫、電爐加溫控制、電機控制、數控機械，遙控系統、工業自動化裝置；信號燈、調光、閃爍器、照明舞檯燈光控制系統；儀器儀表、醫療器械、複印機、自動洗衣機；自動消防，保安系統，以及作為電網功率因素補償的電力電容的切換開關等等，另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場合中都有大量使用。
特點
固態繼電器是具有隔離功能的無觸點電子開關，在開關過程中無機械接觸部件，因此固態繼電器除具有與電磁繼電器一樣的功能外，還具有邏輯電路兼容，耐振耐機械衝擊，安裝位置無限制，具有良好的防潮防霉防腐蝕性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也極佳，輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等特點。
(1)SSR內部無機械部件,結構上採用了灌注全密封方式,因此,SSR具有耐振、耐腐蝕、長壽命及高可靠等優點,其開關壽命高達1010萬次;
(2)低噪聲:交流型SSR採用了過零觸發技術,因此在線路上有效地降低了電壓上升速率dv/dt和電流上升速率di/dt值,使SSR長期工作時對市電的干擾極小;
(3)開關時間短,約為10ms,可應用在頻率較高的場合;
(4)輸入電路與輸出電路之間採用光電隔離,絕緣電壓2500V以上;
(5)輸入功耗很低,與TTL,COMS電路兼容;
(6)輸出端有保護電路;
(7)負載能力強。
優點
（1）高壽命，高可靠：固態繼電器沒有機械零部件，由固體器件完成觸點功能，由於沒有運動的零部件，因此能在高衝擊，振動的環境下工作，由於組成固態繼電器的元器件的固有特性，決定了固態繼電器的壽命長，可靠性高。
（2）靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好：固態繼電器的輸入電壓範圍較寬，驅動功率低，可與大多數邏輯集成電路兼容不需加緩衝器或驅動器。
（3）快速轉換：固態繼電器因為採用固體器件，所以切換速度可從幾毫秒至幾微秒。
（4）電磁干擾小：固態繼電器沒有輸入「線圈」，沒有觸點燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。大多數交流輸出固態繼電器是一個零電壓開關，在零電壓處導通，零電流處關斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關瞬態效應。
缺點
（1）導通後的管壓降大，可控硅或雙向控硅的正向降壓可達1~2V，大功率晶體管的飽和壓降也在1~2V之間，一般功率場效應管的導通電阻也較機械觸點的接觸電阻大。
（2）半導體器件關斷後仍可有數微安至數毫安的漏電流，因此不能實現理想的電隔離。
（3）由於管壓降大，導通後的功耗和發熱量也大，大功率固態繼電器的體積遠遠大於同容量的電磁繼電器，成本也較高。
（4）電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差，耐輻射能力也較差，如不採取有效措施，則工作可靠性低。
（5）固態繼電器對過載有較大的敏感性，必須用快速熔斷器或RC阻尼電路對其進行過載保護。固態繼電器的負載與環境溫度明顯有關，溫度升高，負載能力將迅速下降。
（6）主要不足是存在通態壓降（需相應散熱措施），有斷態漏電流，交直流不能通用，觸點組數少，另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標差。
結構
固態繼電器由三部分組成：輸入電路，隔離（耦合）和輸出電路。
輸入電路
按輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負邏輯控制和反相等功能，可以方便的與TTL,MOS邏輯電路連接。
對於控制電壓固定的控制信號，採用阻性輸入電路。控制電流保證在大於5mA。對於大的變化範圍的控制信號（如3~32V）則採用恆流電路，保證在整個電壓變化範圍內電流在大於5mA可靠工作。
隔離耦合
固態繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種：光電耦合通常使用光電二極管—光電三極管，光電二極管—雙向光控可控硅，光伏電池，實現控制側與負載側隔離控制；高頻變壓器耦合是利用輸入的控制信號產生的自激高頻信號經耦合到次級，經檢波整流，邏輯電路處理形成驅動信號。
輸出電路
SSR的功率開關直接接入電源與負載端，實現對負載電源的通斷切換。主要使用有大功率晶體三極管（開關管-Transistor），單向可控硅（Thyristor或SCR），雙向可控硅（Triac），功率場效應管（MOSFET），絕緣柵型雙極晶體管（IGBT）。固態繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。按負載類型，可分為直流固態繼電器和交流固態繼電器。直流輸出時可使用雙極性器件或功率場效應管，交流輸出時通常使用兩個可控硅或一個雙向可控硅。而交流固態繼電器又可分為單相交流固態繼電器和三相交流固態繼電器。交流固態繼電器，按導通與關斷的時機，可分為隨機型交流固態繼電器和過零型交流固態繼電器。
如何配用適當的散熱器
除了額定電流1—5A直接安裝在印刷線路板上的固態繼電器以外，其餘都應配置適當的散熱器，而且SSR底板與散熱器之間要塗上導熱硅脂，兩者緊密接觸，用螺絲擰緊。 下面推薦一些規格SSR所用的散熱器，給用戶做參考。隨着使用條件的不同，用戶再做適當的調整。
如何保護SSR
A、過流保護。SSR是半導體功率器件，對溫度變化極為敏感，過流會使SSR損壞，通常使用快速熔斷器。但要了解它的保護特性，知道其熔斷電流與時間的關係，正確選擇與SSR標稱電流相適應的快熔。
B、加RC吸收迴路。加RC迴路不但有防止過電壓的作用，而且對改善dv/dt有好處。建議R為20—100Ω，功率為2—5W，C為0.1—0.47uf,耐壓為250—630v. SSR標稱電流小R取上限100Ω，C取下限0.1uf,反之，R取小值，C取大值。
C、過熱保護
SSR過熱，特性下降，輕則失控重則造成永久性損壞，建議在靠近SSR底板處加裝溫控開關，溫控點在75到80℃.
D、在電感負載中串接電感L。在感應負載里，通常因電流變化率di/dt高而使SSR損壞。L電感量多大，這要根據體積大小和成本高低而定。
選購
如何選擇SSR的型號規格
主要是選取適當的額定電流的固態繼電器（SSR）除特別說明以外，整流、可控等功率模塊亦然。
根據不同的負載類型來選用SSR的額定電流。阻性負載、感性負載和容性負載在剛起動時瞬時電流較大。即使是純阻性，由於具有正溫度係數，冷態時電阻值較小，因而有較大的起動電流。電爐剛接通時電流為穩定時的1.3—1.4倍。白熾燈接通時電流為穩態10倍。有些金屬鹵化物燈不但開啟時間長達10分鐘，而且有高達100倍穩態時的脈衝電流。
異步電動機起動電流為額定值的5—7倍，直流電機起動電流還要大。不但如此，感性負載還具有較高的反電勢。這是一個不定值，隨L和di/dt的不同而不同。通常為電源電壓的1—2倍，這樣和電源電壓疊加。有高達三倍的電源電壓。
容性負載具有更大的危險性，因為起動時，由於電容器兩端的電壓不能突變，電容器（負載）相當於短路。這種負載在選型時更要特別注意。
需要特別指出的是用戶不要將SSR的浪涌電流值作為選擇負載起動電流的依據。SSR的浪涌電流值是以晶閘管浪涌電流為標準的。它的前提條件是半個（或一個）電源周波。即10或20ms。而前述啟動過程，少則幾百毫秒、幾分鐘，多則高達10分鐘。這點務必敬請高度注意。
選型方法
1. 在選用小電流規格印刷電路板使用的固態繼電器時，因引線端子為高導熱材料製成,焊接時應在溫度小於250℃、時間小於10S的條件下進行，如考慮周圍溫度的原因，必要時可考慮降額使用，一般將負載電流控制在額定值的 1/2以內使用。
2. 各種負載浪涌特性對固態繼電器SSR的選擇
被控負載在接通瞬間會產生很大的浪涌電流，由於熱量來不及散發，很可能使SSR內部可控硅損壞,所以用戶在選用繼電器時應對被控負載的浪涌特性進行分析,然後再選擇繼電器。使繼電器在保證穩態工作前提下能夠承受這個浪涌電流，選擇時可參考表2各種負載時的降額係數(常溫下)。
如所選用的繼電器需在工作較頻繁、壽命以及可靠性要求較高的場合工作時，則應在表2的基礎上再乘以0.6以確保工作可靠。
一般在選用時遵循上述原則，在低電壓要求信號失真小可選用採用場效應管作輸出器件的直流固態繼器；如對交流阻性負載和多數感性負載，可選用過零型繼電器，這樣可延長負載和繼電器壽命，也可減小自身的射頻干擾。如作為相位輸出控制時，應選用隨機型固態繼電器。
3. 使用環境溫度的影響
固態繼電器的負載能力受環境溫度和自身溫升的影響較大，在安裝使用過程中,應保證其有良好的散熱條件，額定工作電流在10A以上的產品應配散熱器，100A以上的產品應配散熱器加風扇強冷 。在安裝時應注意繼電器底部與散熱器的良好接觸 ，並考慮塗適量導熱硅脂以達到最佳散熱效果。
如繼電器長期工作在高溫狀態下(40℃~80℃)時，用戶可根據廠家提供的最大輸出電流與環境溫度曲線數據，考慮降額使用來保證正常工作。
在繼電器使用時，因過流和負載短路會造成SSR固態繼電器內部輸出可控硅永久損壞 ,可考慮在控制迴路中增加快速熔斷器和空氣開關予以保護型(選擇繼電器應選擇產品輸出保護,內置壓敏電阻吸收迴路和RC緩衝器,可吸收浪涌電壓和提高 dv/dt耐量）；也可在繼電器輸出端並接 RC吸收迴路和壓敏電阻(MOV)來實現輸出保護。選用原則是220V選用500V-600V壓敏電阻，380V時可選用800V-900V壓敏電阻。
5. 繼電器輸入迴路信號
在使用時因輸入電壓過高或輸入電流過大超出其規定的額定參數時,可考慮在輸入端串接分壓電阻或在輸入端口並接分流電阻,以使輸入信號不超過其額定參數值。
6 在具體使用時,控制信號和負載電源要求穩定，波動不應大於10%，否則應採取穩壓措施。
7. 在安裝使用時應遠離電磁干擾,射頻干擾源，以防繼電器誤動失控。
8. 固態繼電器開路且負載端有電壓時,輸出端會有一定的漏電流，在使用或設計時應注意。
9. 固態繼電器失效更換時,應儘量選用原型號或技術參數完全相同的產品，以便與原應用線路匹配，保證系統的可靠工作。
交流固態繼電器按開關方式分有電壓過零導通型（簡稱過零型）和隨機導通型（簡稱隨機型）； 按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型（普通型）和單向可控硅反並聯型（增強型）；
按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（自然冷卻，不必帶散熱器）和固定在金屬底板上的裝置式（靠散熱器冷卻）；
另外輸入端又有寬範圍輸入（DC3－32V）的恆流源型和串電阻限流型等。
SSR固態繼電器以觸發形式，可分為零壓型(Z)和調相型(P)兩種。
在輸入端施加合適的控制信號VIN時，P型SSR立即導通。當VIN撤銷後，負載電流低於雙向可控硅維持電流時(交流換向)SSR關斷。Z型SSR內部包括過零檢測電路，在施加輸入信號VIN時，只有當負載電源電壓達到過零區時SSR才能導通，並有可能造成電源半個周期的最大延時。Z型SSR關斷條件同P型，但由於負載工作電流近似正弦波,高次諧波干擾小，所以應用廣泛。SSR由於採用輸出器件不同，有普通型(S採用雙向可控硅元件)和增強型(HS採用單向可控硅元件)之分。當加有感性負載時，在輸入信號截止t1之前，雙向可控硅導通，電流滯後電源電壓90O(純感時)。t1時刻輸入控制信號撤銷，雙向可控硅在小於維持電流時關斷(t2)可控硅將承受電壓上升率dv/dt很高的反向電壓。這個電壓將通過雙向可控硅內部的結電容，正反饋到柵極。如果超過雙向可控硅換向dv/dt指標(典型值10V/s將引起換向恢復時間長甚至失敗。單向可控硅(增強型SSR)由於處在單極性工作狀態，此時只受靜態電壓上升率所限制(典型值200V/ s)，因此增強型固態繼電器HS系列比普通型SSR的換向dv/dt指標提高了520倍。由於採用兩隻大功率單向可控硅反並聯,改變了電流分配和導熱條件，提高了SSR輸出功率。增強型SSR在大功率應用場合，無論是感性負載還是阻性負載耐電壓、耐電流衝擊及產品的可靠性，均超過普通固態繼電器，並達到了進口產品的基本指標，是替代普通固態繼電器的更新產品。
負載與SSR的選擇
SSR對一般的負載應是沒有問題的，但也必須考慮一些特殊的負載條件，以避免過大的衝擊電流和過電壓，對器件性能造成不必要的損壞。白熾燈、電爐等類的「冷阻」特性，造成開通瞬間的浪涌電流，超過額定工作電流值數倍。一般普通型SSR，可按電流值的2/3選用。增強型SSR，可按廠商提供的參數選用。在惡劣條件下的工業控制現場，建議留有足夠的電壓、電流餘量。
某些類型的燈，在燒斷瞬間會出現低阻抗。氣化和放電通道以及容性負載，如切換電容器組或電容器電源，會造成類似短路狀態。可在線路中進一步串聯電阻或電感，作為限流措施。電機的開啟和關閉，也會產生較大的衝擊電流和電壓。中間繼電器、電磁閥吸合不可靠時引起的抖動，以及電容換向式電機換向時，電容電壓 和電源電壓的疊加會在SSR兩端產生二倍電源的浪涌電壓。
控制變壓器初級時，也應考慮次級線路上的瞬態電壓對初級的影響。此外，變壓器也有可能因為兩個方向電流不對稱，造成飽和引起的浪涌電流異常現象。上述情況，使SSR在特殊負載的應用，多少變得有點複雜。可行的辦法，就是通過示波器去測量可能引起的浪涌電流和電壓，從而選用合適的SSR和保護措施。
被控負載在接通瞬間會產生很大的浪涌電流，由於熱量來不及散發，很可能使SSR內部可控硅損壞，所以用戶在選用繼電器時應對被控負載的浪涌特性進行分析，然後再選擇繼電器。使繼電器在保證穩態工作前提下能夠承受這個浪涌電流，選擇時可參考表2各種負載時的降額係數（常溫下）。
如所選用的繼電器需在工作較頻繁、壽命以及可靠性要求較高的場合工作時，則應在表2的基礎上再乘以0.6以確保工作可靠。
一般在選用時遵循上述原則，在低電壓要求信號失真小可選用採用場效應管作輸出器件的直流固態繼電器；如對交流阻性負載和多數感性負載，可選用過零型繼電器，這樣可延長負載和繼電器壽命，也可減小自身的射頻干擾。如作為相位輸出控制時，應選用隨機型固態繼電器。
工作原理
它是用半導體器件代替傳統電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關器件，單相SSR為四端有源器件，其中兩個輸入控制端，兩個輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈衝信號到一定電流值後，輸出端就能從斷態轉變成通態。交流固態繼電器按開關方式分有電壓過零導通型（簡稱過零型）和隨機導通型（簡稱隨機型）
按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型（普通型）和單向可控硅反並聯型（增強型） 按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（自然冷卻，不必帶散熱器）和固定在金屬底板上的裝置式（靠散熱器冷卻）
另外輸入端又有寬範圍輸入（DC3~32V）的恆流源型和串電阻限流型等。
SSR固態繼電器以觸發形式，可分為零壓型（Z）和調相型（P）兩種。
在輸入端施加合適的控制信號IN時，P型SSR立即導通。當IN撤銷後，負載電流低於雙向可控硅維持電流時（交流換向），SSR關斷。Z型SSR內部包括過零檢測電路，在施加輸入信號IN時，只有當負載電源電壓達到過零區時，SSR才能導通，並有可能造成電源半個周期的最大延時。Z型SSR關斷條件同P型，但由於負載工作電流近似正弦波，高次諧波干擾小，所以應用廣泛。北京靈通電子公司的SSR由於採用輸出器件不同，有普通型（S，採用雙向可控硅元件）和增強型（HS，採用單向可控硅元件）之分。當加有感性負載時，在輸入信號截止t1之前，雙向可控硅導通，電流滯後電源電壓90O（純感時）。t1時刻，輸入控制信號撤銷，雙向可控硅在小於維持電流時關斷（t2），可控硅將承受電壓上升率dv/dt很高的反向電壓。這個電壓將通過雙向可控硅內部的結電容，正反饋到柵極。如果超過雙向可控硅換向dv/dt指標（典型值10V/ s，將引起換向恢復時間長甚至失敗。單向可控硅（增強型SSR）由於處在單極性工作狀態，此時只受靜態電壓上升率所限制（典型值200V/ s），因此 增強型固態繼電器HS系列比普通型SSR的換向dv/dt指標提高了5~20倍。由於採用兩隻大功率單向可控硅反並聯，改變了電流分配和導熱條件，提高了SSR輸出功率。增強型SSR在大功率應用場合，無論是感性負載還是阻性負載，耐電壓、耐電流衝擊及產品的可靠性，均超過普通固態繼電器。
如何使用戶的驅動電路與SSR的輸入特性相匹配
一般來講，SSR的輸入控制電壓為3.2—32V。控制電流為5—30mA. 通常1—25A的SSR輸入迴路不是恆流源電路，輸入控制電壓為4—16V。控制電流為5—20mA.較大額定電流的SSR輸入電路均接有恆流源電路。輸入控制電壓在3.2—32V均可。在三相電路里，如果用戶將三個SSR的輸入端串聯的話，那麼希望提供大於12V的控制電壓；如果將三個SSR的輸入端並聯使用的話，那麼驅動電流要保證50mA。單個SSR使用，驅動電流不要設計在4—5mA 的臨界狀態下至少要大於6mA。
安裝方法
臥式W型、立式L型，體積小適用於印製板直接焊接安裝。立式L2型，既能適合於線路板焊接安裝，也能適用於線路板上插接安裝。在選用小電流規格印刷電路板使用的固態繼電器時，因引線端子為高導熱材料製成，焊接時應在溫度小於250℃、時間小於10S的條件下進行，如考慮周圍溫度的原因，必要時可考慮降額使用，一般將負載電流控制在額定值的1/2以內使用。
K型及F型，適合散熱器及儀器底板安裝。大功率SSR(K型和F型封裝）安裝時，應注意散熱器接觸面應平整，並需塗復導熱硅脂（美寶T-50）。安裝力矩愈大,接觸熱阻愈小。大電流引出線，需配冷壓焊片，以減少引出線接點電阻。
操作方法
輸入迴路
SSR按輸入控制方式，可分為電阻型、恆流源和交流輸入控制型。2007年主要提供的，是供5V TTL電平用電阻輸入型。使用其他控制電壓時，可相應選用限流電阻。SSR輸入屬於電流型器件，當輸入端光耦可控硅完全導通後（微秒數量級），觸發功率可控硅導通。當激勵不足或斜波式的觸發電壓，有可能造成功率可控硅處於臨界導通邊緣，並造成主負載電流流經觸發迴路引起的損壞。 在使用時因輸入電壓過高或輸入電流過大超出其規定的額定參數時，可考慮在輸入端串接分壓電阻或在輸入端口並接分流電阻，以使輸入信號不超過其額定參數值。
例如：基本性能測試電路，輸入為可調電壓源，測試負載用100W燈泡，輸入觸發信號應為階躍邏輯電平，強觸發方式。國外廠商提供的器件標準電流為10mA，考慮到全溫度工作範圍（-40~+70℃），發光效率穩定和抗干擾能力，推薦最佳直流觸發工作電流在12~25mA之間。
SSR輸入端可並聯或串聯驅動。串聯使用時，一個SSR按4V電壓考慮，12V電壓可驅動3個SSR。在具體使用時，控制信號和負載電源要求穩定，波動不應大於10%，否則應採取穩壓措施。
干擾
在安裝使用時應遠離電磁干擾，射頻干擾源，以防繼電器誤動失控。SSR產品也是一種干擾源，導通時會通過負載產生輻射或電源線的射頻干擾，干擾程度隨負載大小而不同。白熾燈電阻類負載產生的干擾較小，零壓型在交流電源的過零區（即零電壓）附近導通，因此干擾也較小。減少的方法是在負載串聯電感線圈。另外，信號線與功率線之間，也應避免交叉干擾。
主要問題
固態繼電器開路且負載端有電壓時，輸出端會有一定的漏電流，在使用或設計時應注意防止觸電。固態繼電器失效更換時，應儘量選用原型號或技術參數完全相同的產品，以便與原應用線路匹配，保證系統的可靠工作。
過熱
SSR在導通時，元件將承受P=V（管壓降）×I（負載）的耗散功率，其中V有效值和I有效值分別為飽和壓降和工作電流的有效值。固態繼電器的負載能力受環境溫度和自身溫升的影響較大，需依據實際工作環境條件，嚴格參照額定工作電流時允許的外殼溫升（75℃），合理選用散熱器尺寸或降低電流使用，在安裝使用過程中,應保證其有良好的散熱條件，否則將因過熱引起失控，甚至造成產品損壞。
一般而言，10A以下，可採用散熱條件良好的儀器底板，額定工作電流在10A以上的產品應配散熱器，30A以下，採用自然風冷，連續負載電流大於30A時，需採用儀器風扇強制風冷，100A以上的產品應配散熱器加風扇強冷。在安裝時應注意繼電器底部與散熱器的良好接觸 ，並考慮塗適量導熱硅脂以達到最佳散熱效果。如繼電器長期工作在高溫狀態下（40℃~80℃）時，用戶可根據廠家提供的最大輸出電流與環境溫度曲線數據，考慮降額使用來保證正常工作。
固態繼電器發熱原因：
固態繼電器即在正常工作的時候，在其內部芯片上存在一定的功率損耗，這個損耗功率主要由固態繼電器輸出電壓降與負載電流乘積決定，以發熱的形式消耗掉。因此散熱的好壞直接影響到固態繼電器工作的可靠性，優良的熱學設計可避免由於散熱不良造成的失敗和損壞。
過流過壓
在繼電器使用時，因過流和負載短路會造成SSR固態繼電器內部輸出可控硅永久損壞，可考慮在控制迴路中增加快速熔斷器和空氣開關予以保護型（選擇繼電器應選擇產品輸出保護，內置壓敏電阻吸收迴路和RC緩衝器，可吸收浪涌電壓和提高dv/dt耐量）；快速熔斷器和空氣開關，是通用的過電流保護方法。快速熔斷器可按額定工作電流的1.2倍選擇，一般小容量可選用保險絲。特別注意負載短路，是造成SSR產品損壞的主要原因。
感性及容性負載，除內部RC電路保護外，建議採用壓敏電阻並聯在輸出端，作為組合保護。金屬氧化鋅壓敏電阻（MOV）面積大小決定吸收功率，厚度決定保護電壓值。交流220V的SSR，選用MYH12-430V的壓敏電阻；380V選用MYH12-750V壓敏電阻；較大容量的電機變壓器應選用MYH20或MYH2024通流容量大的壓敏電阻。選用原則是220V選用500V-600V壓敏電阻，380V時可選用800V-900V壓敏電阻。
應用實例
調壓應用
SSR，TSR調壓型模塊，可採用外配模擬量信號來觸發模塊就可實現線性可調輸出電壓。例如，PLC或控溫儀輸出模擬量信號：1-5V，4-20mA的觸發系統。國產單相三相可控硅觸發板，配合可控硅，也可以外配模擬量信號來調節觸發板，觸發板再觸發模塊就可實現線性可調輸出電壓，控制可控硅導通角，以達到調壓之目的。
交流調功
「交流調功」是一種Z型SSR普遍採用的方法，也能實現PID調節。即在固定周期內，控制交流正弦電流半波個數，達到調功目的。模擬電路常採用電壓比較器，將一個固定周期的鋸齒電壓和來自前級誤差電壓作比較，輸出方波實現調節。在計算機上採用計時算法，產生占空比可調的方波脈衝擊來實現。例如日本的SHIMADEW和OMRON公司的SR22、FD20、E5系列智能化控溫產品，配合Z型SSR，實現自適應「自動翻轉」控制，即通過計算機產生擾動，算出最佳PID控制參數。
三相電流
HS系列SSR產品，可直接用於三相電機的控制。最簡單的方法，是採用2隻SSR作電機通斷控制，4隻SSR作電機換相控制，第三相不控制。
作為電機換向時應注意，由於電機的運動慣性，必須在電機停穩後才能換向，以避免產生類似電機堵轉情況，引起的較大衝擊電壓和電流。在控制電路設計上，要注意任何時刻都不應產生換相SSR同時導通的可能性。上下電時序，應採用先加後斷控制電路電源，後加先斷電機電源的時序。換向SSR之間，不能簡單地採用反相器連接方式，以避免在導通的SSR未關斷，另一相SSR導通引起的相間短路事故。此外，電機控制中的保險、缺相和溫度繼電器，也是保證系統正常工作的保護裝置。
保養方法
1. 在選用小電流規格印刷電路板使用的固態繼電器時，因引線端子為高導熱材料製成,焊接時應在溫度小於250℃、時間小於10S的條件下進行，如考慮周圍溫度的原因，必要時可考慮降額使用，一般將負載電流控制在額定值的 1/2以內使用。
2. 各種負載浪涌特性對固態繼電器SSR的選擇
被控負載在接通瞬間會產生很大的浪涌電流，由於熱量來不及散發，很可能使SSR內部可控硅損壞,所以用戶在選用繼電器時應對被控負載的浪涌特性進行分析,然後再選擇繼電器。使繼電器在保證穩態工作前提下能夠承受這個浪涌電流，選擇時可參考表2各種負載時的降額係數(常溫下)。
如所選用的繼電器需在工作較頻繁、壽命以及可靠性要求較高的場合工作時，則應在表2的基礎上再乘以0.6以確保工作可靠。
一般在選用時遵循上述原則，在低電壓要求信號失真小可選用採用場效應管作輸出器件的直流固態繼器；如對交流阻性負載和多數感性負載，可選用過零型繼電器，這樣可延長負載和繼電器壽命，也可減小自身的射頻干擾。如作為相位輸出控制時，應選用隨機型固態繼電器。
3. 使用環境溫度的影響
固態繼電器的負載能力受環境溫度和自身溫升的影響較大，在安裝使用過程中,應保證其有良好的散熱條件，額定工作電流在10A以上的產品應配散熱器，100A以上的產品應配散熱器加風扇強冷 。在安裝時應注意繼電器底部與散熱器的良好接觸 ，並考慮塗適量導熱硅脂以達到最佳散熱效果。
如繼電器長期工作在高溫狀態下(40℃~80℃)時，用戶可根據廠家提供的最大輸出電流與環境溫度曲線數據，考慮降額使用來保證正常工作。
4.過流、過壓保護措施
在繼電器使用時，因過流和負載短路會造成SSR固態繼電器內部輸出可控硅永久損壞 ,可考慮在控制迴路中增加快速熔斷器和空氣開關予以保護型(選擇繼電器應選擇產品輸出保護,內置壓敏電阻吸收迴路和RC緩衝器,可吸收浪涌電壓和提高 dv/dt耐量）；也可在繼電器輸出端並接 RC吸收迴路和壓敏電阻(MOV)來實現輸出保護。選用原則是220V選用500V-600V壓敏電阻，380V時可選用800V-900V壓敏電阻。
5. 繼電器輸入迴路信號
在使用時因輸入電壓過高或輸入電流過大超出其規定的額定參數時,可考慮在輸入端串接分壓電阻或在輸入端口並接分流電阻,以使輸入信號不超過其額定參數值。
6 在具體使用時,控制信號和負載電源要求穩定，波動不應大於10%，否則應採取穩壓措施。
7. 在安裝使用時應遠離電磁干擾,射頻干擾源，以防繼電器誤動失控。
8. 固態繼電器開路且負載端有電壓時,輸出端會有一定的漏電流，在使用或設計時應注意。
9. 固態繼電器失效更換時,應儘量選用原型號或技術參數完全相同的產品，以便與原應用線路匹配，保證系統的可靠工作。
固態繼電器怎麼接線？它有什麼優點？