固态继电器测试仪的设计

　　概述

　　固态继电器(SSR)是用分立的电子元器件、集成电路、电流控制器及混合微电路技术结合发展起来的一种有继电器特性的无触点式电子开关。因其具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小，无噪声、无火花等特点，广泛应用于工业自动化领域，可控制小功率电动机、电源以及各种电磁装置、智能仪表及照明、调光等场所。由于其自身特点特别适用于腐蚀、潮湿和要求防爆等恶劣环境及频繁开关的场合。在通常应用中交流固态继电器(单相一组常开，具有零电压开启和随机开启两种接通方式)使用最为广泛，现已被应用于上述诸多领域中。

　　在常用的交流固态继电器中，为保证其产品质量以及被检测参数是否满足产品设计要求，用专用固态继电器测试仪对其参数及工作特性进行检测：用测试仪产生的与控制负载同步脉冲触发继电器的导通工作，从而测试和模拟正常固态继电器的工作正常与否，保证了所生产的继电器正常工作和质量是否满足设计要求。

　　测试仪设计

　　固态继电器测试仪框图示于图1。

　　电源

　　检测仪器内部工作电源，主要由可调三端稳压集成电路317K来提供。其主要参数：输入电压范围4~40V，输出电压范围1.25~37V，额定输出电流1.5A。输出端经调整端R3(通常用可调整电位器来调整，或经调整后固定其电阻值)，使其输出端电压为DC36V，并将DC36V再经电阻限流分压稳压管箝位产生DC12V电压。使该电压供测试仪内部集成电路工作，以及供被测固态继电器输入电压信号，从而触发导通、关断固态继电器。

　　同步脉冲产生电路

　　同步脉冲由IC2 LM339(见图2)来完成。其中DC36V供同步脉冲信号产生电路，电压比较器同相输入端，与比较器反相输入端(反相输入端的信号：是由AC220V电压经电阻R6、稳压管DZ1、DZ2限幅形成幅度为36V的半波信号)信号比较。在比较器中同相输入端直流基准电压信号可通过RP1可调，因有其可调的基准电压VD，则在比较器输出端①即可产生的所需脉冲信号。

　　比较器输出端产生的脉冲信号，与被测固态继电器(常开型“触点”)负载控制交流电压信号同步，其产生一系列同步移相脉冲，所产生的移相脉冲见图3。

　　比较器输出的脉冲信号，加入由555构成脉冲式(负脉冲触发)启动单稳态电路。在555输入端②引脚输入一个负脉冲，则便在输出端③输出一个一定宽度的正脉冲(正脉冲宽度由其充电时间来确定td=1.1RP2×C5=220ms)，输出宽度以确保每个信号周期内固态继电器被可靠触发。

　　在555组成的脉冲启动式单稳态电路中，通常在电路接通电源后，首先进入一个稳态建立过程，在这种单稳态电路中，它的启动端②引脚一般情况在接通电源时就被接上高电平(而不是由0V上升到2Vcc/3以上)。在这种情况下，555电路内部放电管处于导通状态，电容C5也不可能进入充电状态，一直保持不变，即处于稳态。在电路呈稳态情况下，②引脚加高电平，输出③引脚低电平不变。

　　当对555②引脚输入一个负向脉冲，而且脉冲的幅值低于暂稳态。与此同时，555电路内的放电管截止，电源通过RP2向C5充电，电路即进入暂稳态，⑥⑦引脚为低电平。且充电时间为1.1RP2×C5，而该充电时间的长短决定③引脚输出高电平脉冲宽度。在脉冲启动单稳态电路中，当电路被触发进入暂稳态后，如果对触发端②引脚再加触发脉冲，电路不会发生任何的变化。因此在暂稳态时间内的触发脉冲对电路是无效脉冲。为保证555③引脚输出脉宽可靠对固态继电器触发，脉宽设计为约10倍周波(220ms 20ms/周波)。从而保证了固态继电器被可靠触发。另外为保证电路触发更加可靠，通常在555触发端②引脚前加由R5、C4组成的微分电路，将输入脉冲信号经微分电路后变为窄脉冲加至触发端②引脚。如触发导通后，负载(R12电阻)串联至固态继电器输出端，LED指示经互感器感应电压而指示工作，表明固态继电器输出端处于导通工作状态中。

　　结语

　　固态继电器测试仪，是检测常用单相常开型固态继电器产品例行或者确认检测仪。通过检测来判定固态继电器是否可靠被同步触发，从而确保固态继电器的质量，并且该测试仪对控制电压3~14VDC、4~34VDC均可通用，使该测试仪使用范围更为广泛。