万用表使用--检测固态继电器

弱电初学者

 一、固态继电器的结构及性能特点

　　固态继电器简称SSR，是一种由集成电路和分立元件组合而成的一体化无触点电子开关元件，其输入端仅需要很小的控制电流，且能与TTL、CMOS等集成电路实现良好兼容。它的输出回路采用大功率晶体管或双向晶闸管作开关器件来接通或断开负载电源。由于在开关过程中无机械接触部件，因此具有工作可靠、寿命长、噪声低、开关速度快和工作频率高等特点。目前，这种器件已在许多自动化控制装置中取代了电磁式继电器，而且还广泛用于电磁继电器无法应用的领域。例如，计算机终端接口电路、数据处理系统的终端装置、数字程控装置、测量仪表中的微电机控制、各种调温装置、自动售货机、货币兑换机、交通信号灯开关以及一些耐潮湿、耐腐蚀、易燃易爆的场合，均宜使用固态继电器作为开关器件。

　　固态继电器的种类很多，按其所控制的负载电源区分，主要有交流固态继电器（AC－SSR）和直流固态继电器（DC－SSR）两类。其中，AC－SSR为四端器件，以双向晶闸管（TRIAC）作为开关器件，用以控制交流负载电源的通断，触点形式多为常开式：DC－SSR有的为五端器件，有的则为四端器件，以功率晶体管作为开关器件，用来控制直流负载电源的通断。图5-77是常见的固态继电器的外形和电路符号。

　　固态继电器有小功率和大功率之分。小功率器件输出的负载电流比较小，在1～2A左右。大功率器件，有的本身带有散热器，负载电流在5～10A左右，也有本身不大散热器的，使用时需加适当散热器。表5-14和表5-15列出了几种AC－SSR和DC－SSR的主要性能参数，可供选用时参考。

　　二、固态继电器的检测方法

　　1． 识别输入、输出引脚兼测好坏

　　在交流固态继电器的壳体上，输入端一般标有“＋”、“－”及“INPUT”字样，而输出端则不分正、负，但有的器件标有“LOAD”字样。而对于直流固态继电器，一般在输入和输出端均标有“＋”、“－”，有的器件还标有“IN”（输入）、“OUT”（输出）字样，以示区别。

　　用数字万用表判别输入、输入端时，可使用二极管档，分别对四个引脚进行正反向测试，其中必定能测出一对引脚间的电压值符合正向导通、反向截止的规律，即正向测量时显示“1.3～1.6V”，反向测试时显示溢出符号“1”。据此便可判定这两个引脚为输入端，而在正向测量时，显示“1.3～1.6V”的一次测量，红表笔所接的是正极，黑表笔所接的则为负极。对于直流固态继电器，找到输入端后，一般与其横向两两相对的便是输出端的正极和负极。需要指出的是，有些直流固态继电器的输出端带有保护二极管，保护管的正极接固态二极管的负极，保护管的负极则是与固态继电器的正极相接，测试时要注意正确区分。

　　检测举例：

　　被测器件为一只JGTIFA型直流固态继电器，其外形和内部结构如图5-78所示。它的输出端并接有保护二极管。为叙述方便，将该器件的四个引脚分别标上①、②、③、④。测试时，先区分输入端的两个引脚。使用DT890A型数字万用表二极管档，对①、②、③、④进行正、反向测量，所得数据如表5-16所示。

　　由测试数据可知，当红表笔接①脚，黑表笔接②脚时，仪表显示值为1381（1.381V）,交换表笔测量时，仪表显示溢出符号为“1”；当红表笔接④脚，黑表笔接③时，仪表显示值为543（0.543V），交换表笔测量时，仪表显示溢出符号“1”；在其余的几种测试状态，仪表均显示溢出符号“1”。由此不难得出结论：①、②脚为被测器件的直流输入端，①脚为正极，②脚为负极，“1.381V”是固态继电器内部发光二极管的正向压降；③、④脚为直流输出端，③脚为正极，④脚为负极，“0.543V”是固态继电器输出端所并联的保护二极管的正向压降。注意，对于输出端未有保护二极管的固态继电器，无论怎样交换表笔测量其③、④脚，仪表均显示溢出符号“1”。

　　使用不同型号的数字万用表测量固态继电器内部发光二极管时，有的仪表显示值有时只是瞬间闪出读数，接着便显示溢出符号“1”，遇到此情况，可反复交换表笔多测几次，直到得出测试结论。

　　2． 检测带载能力

　　现以测试JGC－4F型AC－SSR为例，介绍检测固态继电器带负载能力的方法。JGC－4F的外形及其检测接线如图5-79所示。被测固态继电器的输入电压为DC5V，输出电压为AC25V，输出电流为2A。测试步骤如下：

 

　　（1） 使用DT899A型数字万用表的二极管档，先对①、②脚进行正、反向测量，仪表均显示溢出符号“1”；再对③、④脚进行正、反向测量，当红表笔接③脚，黑表笔接④脚时，仪表显示1524（1.524V），调换表笔测量时，仪表显示溢出符号“1”，由此说明③、④脚为输入端，③脚为正极，④脚为负极。而①、②脚则是被测器件的交流输出端。

　　（2） 参照图5-80（a）所示，使用一台DC5V稳压电源，将DT890A型数字万用表拨至2kΩ电阻档测量输出端的通、断电阻。将S1闭合加电后，测得电阻值为1.343kΩ，表明内部双向晶闸管导通，此时能接通负载。将S1断开时，仪表显示溢出符号“1”（电阻值为无穷大），说明被测器件关断，此时可切断负载。

 

 

　　注意，根据被测固态继电器型号的不同，所测得的输出端的通态电阻值也有所不同，其值的范围是比较大的，有的为几时欧，有的为几千欧。输出端的通态电阻与输入电流IS有关。在10～20mA范围内，输入电流IS越大，通态电阻越小。IS值的大小取决于输入端所加直流电压的大小，但所加的输入电压值不得超过被测器件的额定输入电压值。此外，若输入端直流电压的极性接反了，固态继电器是不能正常工作的。

　　（3）如图5-80（b）所示，将JGC－4F的输出端串上一只220V、60W的白炽灯泡，接入220V交流电源。闭合S1时灯泡正常发光，断开S1时灯泡立即熄灭。由此证明被测交流固态继电器JGC－4F的性能良好。