固态继电器短路和过流

固态继电器
在实际使用的很多情况下，经常由于负载侧的
短路
而发生固态继电器的损坏，这是广大电气工程师在设计时常碰到的问题。

固态继电器的故障问题，常见的主要有过热、过流过压这两种。当固态继电器发生这两种故障问题了，就会对
测量
结果有影响，需要操
作者
及时的找到故障原因，才能够更好的解决。

1、固态继电器发热原因：

固态继电器即在正常工作的时候，在其内部芯片上存在一定的功率损耗，这个损耗功率主要由固态继电器输出电压降与负载
电流
乘积决定，以发热的形式消耗掉。因此散热的好坏直接影响到固态继电器工作的可靠性，优良的热学设计可避免由于散热不良造成的失败和损坏。

2、固态继电器过流过压的原因：

在
继电器
使用时，因过流和负载短路会造成SSR固态继电器内部输出
可控硅
永久损坏，可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气
开关
予以保护型（选择继电器应选择产品输出保护，内置
压敏电阻
吸收回路和RC缓冲器，可吸收浪涌电压和提高dv/dt耐量）;快速熔断器和空气开关，是通用的过电流保护方法。快速熔断器可按额定工作电流的1.2倍选择，一般小容量可选用
保险丝
。特别注意负载短路，是造成SSR产品损坏的主要原因。

短路和过流有两种保护方法：

一、固态继电器快速熔断保险丝选择

固态继电器的制造商会在样本里标明一个参数，表明半导体闸流管可以承受的最大电流vs时间。通常这个参数为“熔断用最大I2t”（安培平方秒）。

选择快速熔断保险丝通常要考虑以下几个方面：

1. 保险丝的电压等级。

2. 保险丝的电流等级（需要考虑额定负载时、启动电流、工作温度等）。

3. 保险丝的I2t等级。

4. 固态继电器的I2t等级。

保险丝的I2t等级必须要比固态继电器的I2t等级低，且高于负载的浪涌电流。

见下图：

对于月盛公司SSR系列，50A熔断用最大I2t为3000，90A熔断用最大I2t为7560。相对应的快熔保险丝：I《50A， I2t《3000; I《90A， I2t《7560。

由于目前真正的快速熔断器的售价很高，甚至价格高于固态继电器本身的价格，所以目前在国内市场基本上使用普通的保险丝（个别情况是标称是速断型，但是最关键的参数I2t不标示出来，）来保护固态。在配合不当时，往往固态继电器熔断的时间比一般保险丝的熔断时间要快的多，所以经常发生固态损坏后保险丝还没有动作，所以一般的保险丝根本不能起到保护固态的作用。

施耐德Osmart C32N B型
断路器
的选择

另一种方案就是使用施耐德Osmart C32N B曲线的
断路
器来保护固态继电器，经过大量试验C32N B曲线的断路器在负载端短路的时候也能保护固态继电器。其脱扣曲线见下图。

C32N B特性脱扣曲线

由上图我们可以看出当电流达到断路器额定电流的3-5倍时，断路器的脱扣时间是11ms-21ms，月盛公司SSR系列10A、25A、50A、90A的固态在20ms的时间内能承受的最大电流分别是380A、570A、810A、1290A，分别是额定电流的38倍、27倍、16倍、14倍。所以断路器会在负载短路时能够及时（最慢在21ms之内）跳闸。从而起到保护固态继电器的作用。

该方法的特点和优势是：既能保护固态，又能在短路故障排除后直接合上断路器，不用更换。这是保险丝无法做到的。

该方案既解决了固态继电器的保护问题，又解决了快速熔断器的成本过高问题，是一个值得推广的保护方式。