為什么使用固態(tài)繼電器必須考慮期間散熱

通態(tài)時(shí)損耗是SSR發(fā)熱的主要原因。SSR工作結(jié)溫度不得超過125℃，相對底板（殼溫）的溫升，一般不超過80℃。這時(shí)須根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境條件，合理選用散熱器尺寸。應(yīng)避免因過熱引起失控（常通），甚至損壞。否則應(yīng)降低工作電流，使器件可靠工作。連續(xù)負(fù)載電流小于5A的固態(tài)繼電器可選擇線路板安裝型；大功率10A以下的固態(tài)繼電器安裝時(shí)可采用散熱條件良好的儀器底板；10A及10A以上的固態(tài)繼電器需配散熱器。固態(tài)繼電器與散熱器安裝面間須涂一層導(dǎo)熱硅脂。當(dāng)固態(tài)繼電器連續(xù)使用在30A以下時(shí)可采用自然風(fēng)冷，連續(xù)工作電流超過30A時(shí)，需采用強(qiáng)制風(fēng)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(yīng)均勻涂抹導(dǎo)熱硅脂，用標(biāo)準(zhǔn)螺釘將繼電器和散熱器緊固。按照配電柜電器安全標(biāo)準(zhǔn)，散熱器不推薦接地，以避免短路產(chǎn)生的高能量對地飛弧。安裝方法是垂直安裝在通風(fēng)條件良好的機(jī)箱上，并應(yīng)注意充分利用空氣對流的散熱條件。

電力導(dǎo)線截面積可按4～8A/mm2選擇。接線一般采用軟導(dǎo)線過渡，引出應(yīng)有支承，避免端子受力折斷。高溫高濕環(huán)境，結(jié)合部還應(yīng)涂導(dǎo)電膏，以降低發(fā)熱、防潮及放電化學(xué)腐蝕。固態(tài)調(diào)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(tài)繼電器散熱片是否合適？

在一些應(yīng)用場合，一旦確定使用某種型式的散熱片或者散熱片已經(jīng)安裝好了。我們需要來判斷和證實(shí)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(tài)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(tài)繼電器散熱片”一文中一些計(jì)算公式反向計(jì)算。這個(gè)技巧也可以用在檢查一些現(xiàn)有的固態(tài)繼電器系統(tǒng)，來判斷固態(tài)繼電器是否工作可靠。本方法包括確定固態(tài)繼電器內(nèi)部功率元件（可控硅或晶閘管）的工作溫度，然后與固態(tài)繼電器內(nèi)部功率元件允許的極限溫度進(jìn)行比較。固態(tài)繼電器內(nèi)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(tài)繼電器內(nèi)部功率元件最高允許工作溫度。

在進(jìn)行計(jì)算判斷之前，還有另外一些參數(shù)需要知道。固態(tài)繼電器的實(shí)際負(fù)載電流，固態(tài)繼電器功率元件到基板的熱阻Rj。通常，固態(tài)繼電器基板溫度測量點(diǎn)應(yīng)該是基板的中心位置，但是由于固態(tài)繼電器已經(jīng)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(gè)可以測量基板溫度的位置是固態(tài)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(chǔ)上再加3－5度的溫度位置偏差補(bǔ)償。

利用以上的這些數(shù)據(jù)，大約估計(jì)每1安培的電流產(chǎn)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(nèi)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(tài)繼電器內(nèi)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(gè)散熱片選擇合適。

固態(tài)繼電器用散熱器需要哪些標(biāo)準(zhǔn)？

發(fā)熱量的計(jì)算公式（兩種）：

1：單相固態(tài)繼電器、單相交流調(diào)壓模塊、R系列固體調(diào)壓器

發(fā)熱量=實(shí)際負(fù)載電流（安培）×1.5瓦/安培

對三相固態(tài)繼電器、三相交流調(diào)壓模塊，其實(shí)際負(fù)載電流應(yīng)為三相實(shí)際負(fù)載電流之和。

2：對于單相全控整流模塊

發(fā)熱量=實(shí)際負(fù)載電流（安培）×3.0瓦/安培。

散熱器的作用就是把單相固態(tài)繼電器或可控硅模塊產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，散熱效果不但跟散熱器的大小有關(guān)，還跟環(huán)境溫度（季節(jié)）、通風(fēng)條件（自然冷卻或強(qiáng)迫冷卻及風(fēng)量大?。┮约鞍惭b密度等因素均有關(guān)。

散熱器參考標(biāo)準(zhǔn)：使單相固態(tài)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(shí)際應(yīng)用中可在散熱器安裝面靠近固態(tài)繼電器或模塊的邊緣處（20mm以內(nèi)）安裝一只75℃的溫度開關(guān)（帶一對常閉觸點(diǎn)），把單相固態(tài)繼電器或模塊的控制信號串入這對常閉觸點(diǎn)，這樣當(dāng)檢測點(diǎn)溫度超過75℃時(shí)，常閉觸點(diǎn)跳開，切斷控制信號，強(qiáng)迫關(guān)閉固態(tài)繼電器或模塊的輸出，使其得到保護(hù)。一般在每相實(shí)際電流超過50A、安裝密度大、環(huán)境溫度高的地方，采用溫度開關(guān)保護(hù)。

選用散熱器除考慮上述因素外，還要考慮單相固態(tài)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(jī)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(tài)繼電器或可控硅模塊的底板溫度也不得超過80℃。