方波逆变器及其控制电路的设计
成，它们都是阻值很大的铝电解电容。
刚接入电源时，开关S1是断开的，电流通过电阻R1分流，电阻R1由电阻R51、R52并联而成，以防止开通瞬间电路电流过大而损坏元器件，当固态继电器发挥作用时，线圈V-和V+间得电，开关S1闭合，将电阻R1短路，经过C1滤波，获得我们需要的电源。
2.4.1 什么是固态继电器
固态继电器（Solid State Relay，简称SSR）是一种四端有源器件，其中两端为输入控制端，另外两端为输出受控端，如2-5图所示。
输入控制端输入电路受控电路输出受控端
图2-5固态继电器模块示意图
当输入端有控制信号，输出端从关断状态变为导通状态；控制信号撤消后，输出端为关断状态，从而实现自动控制的用途。
固态继电器的输入端、输出端之间采用光电隔离技术，使得弱电和强电隔离，因此从计算机等弱电设备输出的信号可以直接加在固态继电器的控制端上，无需另外的保护电路。
2.4.2 固态继电器的优缺点
和传统电磁继电器比较，固态继电器有以下优点：工作可靠，寿命长，无噪声，无火花，无电磁干扰，开关速度快，抗干扰能力强，体积小，耐冲击，耐振荡，防爆、防潮、防腐蚀、能与TTL、DTL、HTL等逻辑电路兼容，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。因此在很多领域正逐渐取代电磁继电器。
固态继电器也有些缺点：存在通态压降，本身有功耗（需相应散热措施）；有断态漏电流；交直流不能通用等。
2.4.3 固态继电器分类
固态继电器从受控负载不同分为交流固态继电器和直流固态继电器两大类，其中交流固态继电器应用比较普遍。
交流固态继电器按开关方式分有过零型（Z型）和随机型（P型）；按输出开关元件分有双向可控硅输出型（普通型）和单向可控硅反并联型（增强型）。
MT(C、X、K、A) 系列 如表2-1、表2-2所示：
表 2-1 MT(C、X、K、A) 系列 MTC 串联 MTX 反并联 MTK 共阴对接 MTA 共阳对接 8
盐城工学院本科生毕业设计说明书( 2009)
表2-2 产品规格及参数 型号 电流（A） 25 40 55 70 90 110 130 160 200 250 300 400 500 电压（V） 散热面积（cm2） 800 1000 1200 1500 2000 2500 外型 MK1 MK1 MK1 MK2 MK2 MK2 MK3 MK3 MK4 MK4 MK5 MK5 MK5 MTC MTX MTK MTA 800-2500 3000 3600 4500 5200 5800 7000 8200 2.4.4 使用注意问题
a) 多个SSR的串、并联：多个SSR的输入端可以串、并联，并联时注意控制每个SSR的触发电流大于5mA，串联时注意驱动电压应大于多个固态继电器开启电压之和。
b) RC吸收回路：SSR内部均有RC吸收回路，它可以吸收浪涌电压和提高静态dV/dt指标来保护SSR，但SSR内部的RC回路带来断态漏电流。
另外在强感性负载场合，根据需要应该在SSR两输出端再并联大功率RC吸收器来保护SSR。
c) SSR的散热问题。
d) 交流SSR应工作在50或60Hz的电网上。
3. 控制电路的设计
3.1 辅助电源部分
3.1.1 辅助电源部分电路工作原理
如图3-1所示，AC1、AC2两端从市电输入220V的交流电，通过变压器T1降压得到15V的交流电，然后经过由D21、D22、D23、D24四个二极管组成的桥式整流电路整流，再经过铝电解电容C1滤波得到比较平滑的直流电，经过三段稳压管7812得到恒定的12V直流电压，供给控制电路使用。
9
方波逆变器及其控制电路的设计
VinD21AC1T1C1+ AC2D23R3VINVout7812GNDC2+R4D22D24
图3-1 辅助电源部分
3.1.2 关于7812的介绍
7812的工作是将一个高于12V的直流变成一个稳定的12V直流电，并且输出电流很高，可以带动较大的负载。78系列(正极)1输入2地3输出；左起：第一脚最高电位，第二脚最低电位，第三脚中间电位，即V1>V3>V2。
7812管脚图引脚图如图3-2所示：
图3-2 7812管脚图引脚图
7812主要用途：适用于各种电源稳压电路；
7812主要特点：输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护； 7812封装形式：TO-220；
7812的各参数如表3-1、表3-2所示：
表3-1 7812的各参数：(Tc=25℃) 参数名称 最大输入电压 最大输出电流 最大耗散功率 最高结温 贮存温度 符号 VI IO PD Tjm Tstg 额定值 35 1.5 20 150 -55～150 单位 V A W ℃ ℃ 表3-2 7812的电特性：(Tc=25℃) 参数名称
符号 测试条件 10
规范值 单位 盐城工学院本科生毕业设计说明书( 2009)
最小值 输出电压 输出电压 输入电压 负载电压调节率 负载电压调节率 线路电压调节率 线路电压调节率 静态电流 静态电流变化量 静态电流变化量 输出噪声电压 纹波抑制比 输出电压温漂 输入输出电压差 VO VO VI ?VO ?VO ?VO ?VO Iq ?Iq ?Iq VN RR ?VO/?T VD TJ=25℃ 14.5V≤VI≤27V；IO=5mA～1A IO≤1.5A TJ=25℃；IO=5mA～1.5A TJ=25℃；IO=0.25A～0.75A TJ=25℃；14.5V≤VI≤30V TJ=25℃；16V≤VI≤22V TJ=25℃ 15V≤VI≤30V 5mA≤VI≤1A 10Hz≤f≤100KHz；TJ=25℃ 15V≤VI≤25V；f=120Hz；TJ=25℃ IO=1A TJ=25℃；IO=1A 11.5 11.4 12.5 典型值 12 1.6 1 7.5 2.2 10 60 -0.8 2.0 最大值 12.5 12.6 35 240 120 240 120 8 1 0.5 V V V mV mV mV mV mA mA mA μA dB Mv/℃ V 注：除非特别说明：VI=19V；IO=0.5A；CI=0.33μF；CO=0.1μF；0℃＜Tj＜125℃
7812在降压电路中应注意以下事项：a)输入输出压差不能太大，太大则转换效率
急速降低，而且容易击穿损坏；b)输出电流不能太大，1.5A是其极限值。大电流的输出，散热片的尺寸要足够大，否则会导致高温保护或热击穿；c)输入输出压差也不能太小，太小效率很差。 3.2 启动延时部分
3.2.1 启动延时部分电路工作原理
如图3-3所示，J1A是一个继电器，有一组常开-常闭触点。线圈失电时，常开触点断开、常闭触点闭合，线圈得电后常开触点闭合、常闭触点断开。电阻R8、R9组成分压电路。LM339是比较器，比较器的反相输入端电压由分压电路决定，U4=VCC×R9/(R8+R9)。当线圈不通电时，常闭触点闭合，继电器将铝电解电容短路，比较器的同相输入端电压为零，比较器的同相输入端电压小于反相输入端电压时，比较器的输出端输出低电平，三极管Q1截止，三极管Q2的基极是高电平，Q2导通，“ON”点为低电平。Z1是稳压二极管，防止9013误导通。线圈通电后，常闭触点断开，电源VCC通过电阻R7给铝电解电容C9充电，比较器的同相输入端电压上升，比较器的同相输入端电压上升到大于反相输入端电压后，比较器的输出端输出高电平，三极管Q1导通，三极管Q2的基极是低电平，Q2截止，“ON”点为高电平。这样，就可以通过控制通电与否和通电时间来达到延时的效果。
11
方波逆变器及其控制电路的设计
VCCVCCVCCR7R10U3AD7J1AC9R8VCCC10VCCR14R12Z1Q29013C11ONLM339D3Q19013R13R9
图3-3 启动延时部分
3.2.2 关于稳压二极管的介绍
稳压二极管(又叫齐纳二极管voltage stabilizing diode)此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。其伏安特性见图3-4所示，稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。
稳压管的应用：a)浪涌保护电路：稳压管在准确的电压下击穿，这就使得它可作为限制或保护之元件来使用，因为各种电压的稳压二极管都可以得到，故对于这种应用特别适宜；b)电视机里的过压保护电路：当电视机主供电压过高时，稳压管导通，三极管导通，其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平，通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态；c)电弧抑制电路：在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话，当
IR正向E+VcVbVe0IRIf-VIrrR反向E-+
图3-4 稳压二极管的伏安特性
线圈在导通状态切断时，由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收，所以当开关断开时，开关的电弧也就被消除了。这个应用电路在工业上用得比较多，如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它；d)在串联型稳压电路中，串联稳压
12