固体继电器(SolidStateRelays,简称SSR)是一种无接触的电子开关,由分立元件、固定电阻网络和芯片组成。通过混合工艺装配实现控制回路(输入电路)和负载回路(输出电路)的电隔离和信号耦合,通过固态器件实现负载的通断切换功能,里面没有任何活动部件。虽然市场上的固态继电器型号规格很多,但它们的工作原理却大同小异。其主要包括三个部分:输入(控制)电路、驱动电路和输出(负载)电路。
固体继电器的输入电路为输入控制信号提供回路,使其成为固态继电器的触发信号源。固体继电器输入电路大部分是直流输入,个别为交流输入。DC输入电路分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入控制电流与输入电压呈正线性关系。恒电流输入电路,当输入电压达到一定值后,电流不会随着电压的升高而明显增加,这种继电器可以适应较大的输入电压范围。
固体继电器的驱动电路由三部分组成:隔离耦合电路、功能电路和触发电路。分离耦合电路,目前常用的电路形式有光电耦合器和高频变压器。常见的光电耦合器件主要有光-三极管、光-双向可控硅、光-二极管阵列等。在特定的输入电压下,变压器耦合产生大约10MHz的自激振荡,通过变压器磁芯将高频信号传给变压器次级。包括各种功能电路,如检波整流、过零、加速、保护、显示等。触发器的作用是向输出设备提供触发信号。
固体继电器的输出电路是在触发信号控制下,实现固态继电器的通断切换。该输出电路主要由起瞬变抑制作用的输出装置(芯片)和吸收回路组成,有时还包含反馈电路。当前用于各种固态继电器的输出器件主要有晶体三极管(Transistor)、单极可控硅(SCR)、双向可控硅(Triac)、MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。