固态继电器或固态继电器是高功率电气开关，不涉及机械接触，而是使用固态半导体场效电晶体用于开关负载。
SSRs可以用于运行高功率负载，通过一个小的输入触发电压和可忽略的电流。
这些设备可以用于操作高功率的交流负载以及直流负载．
固态继电器是高效率的比较机电继电器由于一些不同的特征。
SSR的主要特点和优势
固态继电器的主要特点和优点或SSRs是:
- ssr可以很容易地使用最少数量的普通电子部件
- 由于没有机械接触，他们没有任何形式的单击声音。
- 固态还意味着ssr的切换速度比传统的机电类型要快得多。
- SSRs不依赖外部电源来开启，而是从负载本身提取电源。
- 它们使用的电流可以忽略不计，因此在电池操作的系统中不会耗尽电池。这也确保了可忽略的闲置电流的设备。
使用mosfet的基本SSR工作概念
在我之前的一篇文章中，我解释了MOSFET是如何基于双向开关可以用于操作任何所需的电气负载，就像一个标准机械开关，但具有特殊的优势。
同样的MOSFET双向开关概念可以用于制作理想的SSR器件。
关于可控硅SSR请参考到这篇文章
基本的SSR设计
在上面所示的基本SSR设计中，我们可以看到一对适当额定的mosfet T1和T2背对背连接，它们的源端和门端彼此连接在一起。
D1和D2是各自mosfet的内部体二极管，如果需要，可以用外部并联二极管增强。
输入直流电源也可以看到连接在两个mosfet的共同栅极/源端。该电源用于触发mosfet ON或使mosfet永久开关ON，而SSR单元是操作。
交流电源可以达到栅极市电水平和负载串联在mosfet的两个漏极。
它是如何工作的
所提出的待售状态继电器的工作原理可参考下图及详细说明:
在上述设置下，由于连接了输入门电源，T1和T2均处于ON开关位置。当负载侧交流输入是ON开关时，左图显示了正半周期如何通过相关的MOSFET/二极管对(T1, D2)，右图显示了负交流周期如何通过另一个互补的MOSFET/二极管对(T2, D1)。
在左图中，我们发现其中一个交流半周期通过T1, D2 (T2反向偏置)，最后通过负载完成周期。
右边的图显示了另一半周期如何通过负载T2, D1(在这种情况下T1被反向偏置)在相反的方向完成电路。
通过这种方式，两个mosfet T1, T2以及它们各自的体二极管D1, D2，允许两个半周期的交流传导，完美地为交流负载供电，并有效地完成SSR的作用。
制作实用的SSR电路
到目前为止，我们已经了解了SSR的理论设计，现在让我们继续前进，看看如何构建一个实用的固态继电器模块，在没有任何外部直流输入的情况下，切换所需的高功率交流负载。
上述SSR电路的配置方式与前面基本设计中讨论的完全相同。然而，在这里我们发现了两个额外的二极管D1和D2，以及MOSFET体二极管D3和D4。
二极管D1, D2是为了一个特定的目的而引入的，以便与D3, D4 MOSFET体二极管结合形成桥式整流器。
微小的开关可用于对SSR的on /OFF。这个开关可以是一个簧片开关或任何低电流开关。
对于高速开关，您可以更换开关与一个opto-coupler如下所示。
从本质上说，现在的电路满足了3个要求。
- 它通过MOSFET/二极管SSR配置为交流负载供电。
- 由D1—D4组成的桥式整流器同时将负载交流输入转换为整流滤波的直流，该直流用于mos器件的偏置栅。这允许mosfet通过负载交流本身得到适当的打开，而不依赖任何外部直流。
- 整流后的直流进一步作为辅助直流输出端接，可用于为任何合适的外部负载供电。
电路问题
仔细看看上述设计表明，这种SSR设计可能有效地实现预期功能。这是因为，切换DC到达MOSFET栅极的那一刻，它将开始接通，导致通过漏极/源旁路电流，耗尽栅极/源极电压。
让我们考虑MOSFET T1。一旦整流直流开始到达T1的栅极，它将从大约4v开始右转通，通过漏源端对电源造成旁路效应。在这一刻，直流将挣扎上升通过齐纳二极管，并开始下降到零。
这将反过来导致MOSFET关闭，并且持续的死角竞争或拔河战将发生在MOSFET漏源和栅源之间，阻止SSR正常工作。
解决方案
上述问题的解决可以用下面的示例电路概念来完成。
这里的目标是，确保mosfet在齐纳二极管或mosfet的栅极/源端开发出最优15v之前不导电
运放确保其输出只在直流线穿过15 V齐纳二极管参考阈值时触发，这允许MOSFET栅极获得最佳的15 V直流导通。
与IC 741引脚3相关联的红线可以通过光耦合器进行切换，从外部电源进行所需的切换。
它是如何工作的如我们所见，运放的反相输入与15V齐纳紧密相连，形成了运放引脚的参考电平。Pin3是运放的非反相输入，与正极线相连。这种配置确保了运放的输出引脚6只在其引脚3电压超过15V标记时产生15V电源。该动作确保mosfet只通过有效的15V最佳栅极电压，使SSR能够正常工作。
隔离开关
任何SSR的主要特点是使用户能够通过外部信号实现设备的隔离开关。
上述基于运放的设计可以通过以下概念中演示的这一特性来简化:
二极管是如何像桥式整流器一样工作的
在正半周，电流通过D1, 100k，齐纳，D3和回到交流源。
在另一个半周期，电流通过D2, 100k，齐纳，D4和回到交流源。
参考:苏维埃社会主义共和国
你好,
电容器的额定电压是多少?
我模拟了你的电路，电容端子上的V几乎上升到交流电源的峰值。
这是对的还是我的模拟有什么问题?
我还有一些问题，请您回答:
1.为什么电容器只有DE运算放大器的电路中的10UF？
2.为什么从100K到47K到齐纳将电阻降低到47K？
3.新的100K电阻器将会做什么呢?仅仅是为了放电电容?
谢谢你！
嗨，是的，这是对的，输出电压可能几乎等于输入的峰值电压，然而这也可能不是真的，因为时刻15V是跨越滤波器电容，mosfet将导致电压通过电容下降到几乎为零。所以输出的有效电压可以是15V DC
1）仅将值降低到10UF，因为电荷值足以将PIN3电压保持为15V以进行多毫秒。如果需要，这10UF电压可以增加300V。
2）因为电流100K可能不足以使齐纳进行传导。
3)它保持运放的引脚参考相关的供应线，这是所有运放和CMOS芯片的标准做法。
嗨Swagatam,
看看你在这个例子中提供的交流负载的背靠背MOSFET继电器，你认为它在电感/电容负载上比可控硅继电器的优势是什么?如果电感器件连接到负载大小，MOSFET继电器能否在没有缓冲电路的情况下存活?
非常感谢大家的关注。
党Dinh Ngoc
Hi Ngoc, mosfet已经有一个内置二极管，所以反电动势对这些设备的影响是最小的，而且今天的mosfet的保护功能比可控硅更先进。
嗨
你有很棒的想法。
需要您帮助设计双向开关(MOSFET)。我需要通过两个方向的信号(模拟)，可能有高达300V的峰值，两个mosfet的RDS On一起小于10欧姆，SW时间小于80uS。
会感谢你的帮助
谢谢你！所需的电路已经在上面的文章....中解释过了您可以根据自己的需要定制!
谢谢，我的问题是我不知道在设计中使用哪些组件。
比如组件的零件号和选择哪个设计(我认为NMOS是因为它的低RDS On)
你会感激这里的任何帮助吗
非常感谢
伊莱
你可以尝试第一个电路最初使用一个电池的门/源开关，这将确认双向mosfet的基本工作。你可以在mosfet中使用IRf540。
如果一切正常，那么您可以组装最后一个电路并检查响应!
很多谢谢!
嗨Swagatam,
这个模型(最后的原理图)需要缓冲电路吗?我没有足够的知识来解释我自己，当负载是感应的，刺钉杀死Mosfet?
Ngoc
嗨Dang，只要反向二极管被充分高昂，就不认为需要缓冲器。仍为更好的安全性，您还可以在电感负载端子上添加1UF / 40V电容器。
谢谢Swagatam,
我正在考虑制作一个带有背向Mosfet的家庭开关，以开启高达700W的交流负载(任何类型)。因为我注意到MOSFET在饱和模式将有非常低的电阻。有没有可能制造没有散热片的mosfet继电器?
似乎MOSFET继电器应该比可控硅继电器更贵?
非常感谢您的关注!
嗨Dang，当负载瓦数足够高时，mosfet会升温....因此，如果您的负载瓦数超过mosfet的最佳阈值，那么设备将升温。
是的，MOSFET SSR比双向可控硅苏维埃社会主义共和国。
当电路导通错误时，负载电流将通过一个场效应管的漏极二极管。如果n沟道场效应晶体管栅偏置且沟道导通，则场效应晶体管沟道将双向导通。由于二极管的存在，它只会在一个方向上阻塞。
在这种情况下，单场效应晶体管应该满足条件，因为它可以在两个方向导电?
你好，Swagatam，做得好，先生，我想要一个使用MOSFET作为继电器的电路，有无和无的共同功能。
我想避免点击中继的声音，谢谢
谢谢Seun，你可以尝试使用以下设计:
使用mosfet的固态继电器(SSR)电路
本指南包含与TI的多个应用程序相同的蹩脚错误。MOSFET体二极管在MOSFET开路时从不导电，而且它们总是同时开路。这里是修正的文章，在TI论坛，观众注意到这个错误，它是修正的。令人震惊的是，德州仪器多年来从未费心修复应用程序笔记。https://e2e.ti.com/blogs_/b/industrial_strength/archive/2016/07/26/a-modern-approach-to-solid-state-relay-design
好的，谢谢你的通知!然而，上面的SSR概念仍然是完整的，这个问题可以通过在FET的漏源引线上添加外部二极管来轻松解决。
嗨朋友!我真的很喜欢这门课，非常精彩;他的叙述方式是一位伟大教授的方式。
我想，如果可能的话，如何创建一个电路，以保持烙铁的30w，理想的温度，恒定的提示。谢谢你的课，祝贺你!
谢谢你的朋友，你可以使用下面的帖子中解释的第二个电路:
//www.addme-blog.com/fan-speed-controller-for-heatsink/
这就跟你问声好！
什么是交流负载?
任何设备……
嗨Swagatam,
对于电流的图2，我没有什么疑问。
1)自场效电晶体都打开一次当前应该从两个场效应管而不是流二极管,尽管目前只有从下水道流向源而不是从S D,它采取了路径的二极管如果我错了,请纠正我。
2)当门驱动或触发与直流电源电压的正半周交流信号通过mosfet,由于直流电源的负极连接到共同的源为什么积极交流信号没有了一半,直流供电路径而不是流过二极管。
请让我知道以上疑问，我是新的电子设计，谢谢。
嗨,史蒂文,
1)电流将采取最容易的路径是通过正向偏置二极管，因此相关的MOSFET将完全忽略和关闭
2)参照第一个图，交流电的另一端是通过它自己的供电点，而不是直流负极，所以它将流向它自己的负/正点，而不是外部的直流负极。指示为“交流输入”的点是相互参照的，而不是外部直流输入
亲爱的Swatagam
我爱你的网站和它的惊奇我每次感谢你打开网站像这样
你能给出一个二极管的具体值吗?
直流?电路第一级(电容器，电阻，部件)需要多少电压?
你说快速开关增加光耦合器，所以触发光耦合器需要另一个电压输入?
谢谢你的耐心回答
谢谢你Trishpota，二极管额定电流将是额定负载电流的两倍。如果负载是2安培，那么二极管必须是4安培。只有12V到17v直流将足够的MOSFET开关。是的，光电需要从外部触发源进行切换，因为在SSR中输入和输出应该是完全隔离的。
齐纳二极管呢?
齐纳二极管为15v，请做最后一个电路，以保证SSR的正常工作。一旦确认，你可以打破红线，并引入一个基于光的交换通过那条线。
嘿,Swagatam,
我想知道在SSR接通后，你们的整流器如何供给齐纳。
想象一下，我们正处于正极的正极。
如果其中一个mosfet被打开(比方说T1)，那么T2的D3也处于导电模式。所以我们说T1是0.3V, D3是0.7V，然后你有0.3V+0.7V=1V齐纳二极管(整流二极管之后…)，试图保持SSR的OnState。所以，请纠正我，但这行不通。
蒂姆问好
Hi Tim，在T1可以进行之前的半周期电容将被充电，这将保持供应横跨齐纳二极管和MOSFET栅极。
以下是我最初引用这些概念的链接:
https://www.ti.com/lit/ug/tiduc87a/tiduc87a.pdf
谢谢你的回答。请看第12页;《2.4欠压闭锁设计原理》。
只要SSR在开关上，盖子将放电，并在一段时间后，它必须关闭，重新装上盖子。所以这是一个很好的解决方案，对于那些只打开很短时间的东西，比如恒温器之类的。德州人似乎在某一点上开关开关，所以帽重新装弹。这不是问题，但你必须事先知道。
很好的文章，如果负载是400瓦，你如何从Arduino驱动它?
那么T1和T2需要图腾柱吗?
很高兴你喜欢它，我认为最后一个概念将适合与arduino接口
你好，很棒的教程，但我有个问题。因为一半的时间，一个mosfet有电流通过它的身体二极管通常有1-2V的电压下降在模型中我见过，mosfet不会得到非常热的高负载吗?还是因为他们只有一半的时间处于这种状态?谢谢。
嗨，为了确保有效的工作，您必须使用外部并行二极管来补充身体二极管，以处理指定的电流量并减少MOSFET耗散。
这正是我想要的。然而，我需要通过12v直流开关交流开关。如果我将+12v连接到组合门，我认为它不会工作，对吗?请问我该怎么做?
它将工作，如果你连接的12V直流栅极和源的mosfet，如第一个图表所示。
你是说零下12度连接到240ac?如果门是浮动的，它会切换吗?
谢谢你的帮助
是的没错……
不能让大门一直开着……
我从门断开+12v，门和源之间有一个10k电阻，但它仍然开着，
那我要怎么关掉它?
在没有实际观察你的电路的情况下很难判断??
你好先生,
关于这个项目我有一个问题。我喜欢这个项目，可以使用它。然而，我想使用像这样的东西，将取代标准的SPDT继电器的直流。基本上要替换你的其他电路中的一个继电器，用来充电两个2电池触发器风格。谢谢你所做的一切。
你好Joel，对于SPDT DC版本，你可以尝试这个概念:
//www.addme-blog.com/12v-dc-solid-state-relay-ssr-100-amps/
谢谢，我找到了，看起来它会符合我想要的方式。我喜欢你的网站和玩你的电路绘制pc板。只是为了好玩。
很高兴你喜欢我的网站，请继续保持良好的工作!
我有个问题是关于你带我去的那条线路的。我已经使用了你的分裂12v充电器和以上mosfet电路，你指导我，为一个项目，我想建立。我的问题是，看你给我看的，似乎是mosfet开关的地面而不是积极的一面?如果这是真的，那么共同之处无非是电池的正面?Y或n没有做很多工作与mosfet这是为什么我问。
非常感谢你的帮助。
是的，那是正确的，即使在一个继电器你有一个负载端子连接到+或-线。
好吧，我是这么想的，只是想确认一下我看对了。再次感谢
Swagatam:谢谢你的伴侣。在我50多年的IT行业工作中，我从古老的“240”学到很多东西。许多电源开关有故障，许多延长线布线错误，许多错误是由未知的“狡猾的”火花造成的。我还在这里，但我想知道我所遭受的抖颤是否可以归因于那些“令人震惊的”事件……
杰夫
太棒了，我感谢你的知识和帮助!请再接再厉!
先生，你能给出一个使用4n沟道mosfet的全桥拓扑系统吗?
这个系统适合为感应负载供电吗?我问这个的原因是，在到达负载之前，电源被整流到直流。
各类交流负载均可供电，见箭头图。
我可以看到箭头显示功率通过正向偏置二极管在任何周期，这将反过来被整流到直流。我是对的还是错的?
直流被整流并用于门，而不是用于负载。负载将只与输入交流进行切换。
如果我直接连接大门而不使用开关，会有什么问题吗?
mosfet和负载将被永久地打开。
感谢你发表这篇文章，但我必须强调一点:
当处理交流电网市电时，必须在低压触发输入和市电之间提供某种隔离。也许是光隔离器或者簧片开关?
另外，第二个电路的目的是什么(带有12伏直流电源?)如何触发mosfet来控制交流负载?
注意，该电路还需要隔离低压DC。
谢谢
谢谢，上面解释的SSR是设计来从负载本身获得栅极电压，而不是从任何外部源，因此隔离是不必要的。此外，整个配置应该封闭在一个密封的模块内。此外，光电耦合器将需要更多的电流超过100k电阻，所以这可能不适合SSR的设计。
前两个设计是为了解释模块的概念和传导路径。场效应晶体管栅极上的电池符号显示栅极的偏置直流输入。
我很抱歉…是的，应该为外部低电流开关添加一个光耦合器，在我之前的图表中，我完全没有注意到，如果门与100K/齐纳输出连接，将保持SSR永久开启。我现在更改了设计供您参考
斯瓦塔姆先生，有p沟道场效应晶体管的图吗?
不推荐使用pchannel，因为它的电阻比N通道高
你好，斯瓦塔姆先生，请帮助我理解;
1.100k和齐纳作为分压器/降压?
2.我理解在正半周期，功率通过d1100齐纳和D3回到负载，所以我的问题是，12v齐纳二极管和100k能容纳一个巨大的负载，比如5000w负载交流吗?
3.我这个想法可以用来改变200a多个dc吗？如何？
4.这个电路可以作为一个12v降压逆变器转换吗?还如何?
Evans, 100k和齐纳用于偏置MOSFET栅极，负载通过MOSFET和它们的体二极管进行切换，因此可以进行任何所需负载的切换，请仔细阅读文章。
明白了，斯瓦塔姆先生，我想他丢了一分，但我抓住了。现在请纠正我，如果我错了，负载将由直流供电，因为电源通过mosfet内部体二极管?如果是这样，有没有办法让它传递ac到负载?
设备交替进行交流输入切换，见箭头图