為什么使用固態繼電器必須考慮期間散熱
通態時損耗是SSR發熱的主要原因。SSR工作結溫度不得超過125℃,相對底板(殼溫)的溫升,一般不超過80℃。這時須根據實際工作環境條件,合理選用散熱器尺寸。應避免因過熱引起失控(常通),甚至損壞。否則應降低工作電流,使器件可靠工作。連續負載電流小于5A的固態繼電器可選擇線路板安裝型;大功率10A以下的固態繼電器安裝時可采用散熱條件良好的儀器底板;10A及10A以上的固態繼電器需配散熱器。固態繼電器與散熱器安裝面間須涂一層導熱硅脂。當固態繼電器連續使用在30A以下時可采用自然風冷,連續工作電流超過30A時,需采用強制風冷。散熱器加工平面要求平整無毛刺,大功率繼電器底板和散熱器接觸面間應均勻涂抹導熱硅脂,用標準螺釘將繼電器和散熱器緊固。按照配電柜電器安全標準,散熱器不推薦接地,以避免短路產生的高能量對地飛弧。安裝方法是垂直安裝在通風條件良好的機箱上,并應注意充分利用空氣對流的散熱條件。
電力導線截面積可按4~8A/mm2選擇。接線一般采用軟導線過渡,引出應有支承,避免端子受力折斷。高溫高濕環境,結合部還應涂導電膏,以降低發熱、防潮及放電化學腐蝕。固態調壓器外接的電位器因直接帶電,要注意絕緣和安全。
如何判斷固態繼電器散熱片是否合適?
在一些應用場合,一旦確定使用某種型式的散熱片或者散熱片已經安裝好了。我們需要來判斷和證實一下所用的散熱片是否能夠有充足的散熱效果,以保證固態繼電器正常工作。
下面是一種用來判斷散熱片是否合適的簡單方法,其中會用“如何正確選擇固態繼電器散熱片”一文中一些計算公式反向計算。這個技巧也可以用在檢查一些現有的固態繼電器系統,來判斷固態繼電器是否工作可靠。本方法包括確定固態繼電器內部功率元件(可控硅或晶閘管)的工作溫度,然后與固態繼電器內部功率元件允許的極限溫度進行比較。固態繼電器內部功率元件最高允許工作溫度為125℃。通常還需要留一定的安全余量,通常用115℃作為固態繼電器內部功率元件最高允許工作溫度。
在進行計算判斷之前,還有另外一些參數需要知道。固態繼電器的實際負載電流,固態繼電器功率元件到基板的熱阻Rj。通常,固態繼電器基板溫度測量點應該是基板的中心位置,但是由于固態繼電器已經安裝到散熱片上,就不可能再測量基板中心的溫度。另外一個可以測量基板溫度的位置是固態繼電器固定螺絲處,此處能測量到基板的溫度,但一般需要在測量溫度基礎上再加3-5度的溫度位置偏差補償。
利用以上的這些數據,大約估計每1安培的電流產生1瓦的功率消耗(35安培=35瓦)。然后乘以熱阻Rj,得到從基板到內部功率元件的溫升。此溫升再加上基板溫度就可以得到固態繼電器內部功率元件的工作溫度,此工作溫度如果低于115℃,則說明這個散熱片選擇合適。
固態繼電器用散熱器需要哪些標準?
發熱量的計算公式(兩種):
1:單相固態繼電器、單相交流調壓模塊、R系列固體調壓器
發熱量=實際負載電流(安培)×1.5瓦/安培
對三相固態繼電器、三相交流調壓模塊,其實際負載電流應為三相實際負載電流之和。
2:對于單相全控整流模塊
發熱量=實際負載電流(安培)×3.0瓦/安培。
散熱器的作用就是把單相固態繼電器或可控硅模塊產生的熱量散發出去,散熱效果不但跟散熱器的大小有關,還跟環境溫度(季節)、通風條件(自然冷卻或強迫冷卻及風量大?。┮约鞍惭b密度等因素均有關。
散熱器參考標準:使單相固態繼電器或可控硅模塊的底板(與散熱器接觸面)溫度不得超過80℃。因此實際應用中可在散熱器安裝面靠近固態繼電器或模塊的邊緣處(20mm以內)安裝一只75℃的溫度開關(帶一對常閉觸點),把單相固態繼電器或模塊的控制信號串入這對常閉觸點,這樣當檢測點溫度超過75℃時,常閉觸點跳開,切斷控制信號,強迫關閉固態繼電器或模塊的輸出,使其得到保護。一般在每相實際電流超過50A、安裝密度大、環境溫度高的地方,采用溫度開關保護。
選用散熱器除考慮上述因素外,還要考慮單相固態繼電器或可控硅模塊本身體積與散熱器能否相配,以及散熱器在機柜中的安裝空間。但最終要保證即使在最惡劣情況下單相固態繼電器或可控硅模塊的底板溫度也不得超過80℃。