固态继电器（SSR）的主要组件之一是光隔离器（也称为光耦合器），它在单个外壳内包含一个（或多个）红外发光二极管或 LED光源和一个光敏器件。光隔离器将输入与输出隔离开来。

LED光源连接到SSR的输入驱动部分，并通过间隙与相邻的光敏晶体管、达林顿对或三端双向可控硅提供光耦合。当电流通过LED时，它会发光，其光穿过间隙聚焦到光电晶体管/光电三端双向可控硅。因此，光耦合器SSR的输出通过该LED（通常具有低压信号）来“打开”。由于输入和输出之间的唯一连接是一束光，因此通过这种内部光隔离实现了高压隔离（通常为几千伏）。

光隔离器不仅提供更高程度的输入/输出隔离，还可以传输直流和低频信号。此外，LED和光敏器件可以彼此完全分离，并通过光纤进行光耦合。

SSR 的输入电路可能仅由一个与光隔离器 LED 串联的限流电阻组成，也可能由具有整流、电流调节、反极性保护、滤波等功能的更复杂的电路组成。

要激活或“ON”出售的状态继电器转为导通，必须在其输入端子（相当于机电继电器线圈）上施加大于其最小值（通常为 3 伏直流电）的电压。如图所示，该直流信号可能来自机械开关、逻辑门或微控制器。

固态继电器直流输入电路

当使用机械触点、开关、按钮、其他继电器触点等作为激活信号时，使用的电源电压可以等于 SSR 的最小输入电压值，而当使用晶体管、栅极和微控制器等固态器件时，最小电源电压需要比 SSR 的导通电压高一伏或两伏，以考虑开关器件的内部压降。

但是，除了使用直流电压（灌电流或拉电流）将固态继电器切换到导通外，我们还可以使用正弦波形，例如在直流输入端添加桥式整流器，并在直流输入端添加滤波电路。

固态继电器交流输入电路

桥式整流器以输入频率的两倍将正弦电压转换为全波整流脉冲。这里的问题是这些电压脉冲从零伏开始和结束，这意味着它们将低于 SSR 输入阈值的最小导通电压要求，导致输出每半个周期“打开”和“关闭”。

为了克服这种不稳定的输出点火现象，我们可以通过在桥式整流器输出端使用平滑电容（C1）来消除整流纹波。电容器的充电和放电效果将使整流信号的直流分量高于固态继电器输入的最大导通电压值。然后，即使使用不断变化的正弦电压波形，SSR 的输入也看到恒定的直流电压。

压降电阻的值，R1和平滑电容，C1可根据电源电压、120 伏交流电或 240 伏交流电以及固态继电器的输入阻抗进行选择。但是大约40kΩ和10uF就可以了。

然后，通过添加该桥式整流器和平滑电容电路，可以使用交流或非极化直流电源控制标准直流固态继电器。当然，制造商已经生产和销售交流输入固态继电器（通常为90至280伏交流电）。

固态继电器输出

固态继电器的输出开关能力可以是交流或直流，类似于其输入电压要求。大多数标准固态继电器的输出电路配置为仅执行一种类型的开关动作，相当于机电继电器的常开、单刀单掷 （SPST-NO） 操作。

对于大多数直流SSR，常用的固态开关器件是功率晶体管、达林顿和MOSFET，而对于交流SSR，开关器件是双向可控硅或背靠背晶闸管。晶闸管因其高电压和电流能力而成为首选。如图所示，单个晶闸管也可用于桥式整流器电路。

固态继电器输出电路

固态继电器最常见的应用是交流负载的开关，无论是控制交流电源以进行开/关开关、调光、电机速度控制还是其他需要功率控制的应用，这些交流负载都可以使用固态继电器轻松控制低电流直流电压，提供长寿命和高开关速度。

与机电继电器相比，固态继电器的最大优势之一是能够在零负载电流点“关闭”交流负载，从而完全消除与传统机械继电器和感性负载相关的电弧、电噪声和触点反弹。

这是因为交流开关固态继电器使用SCR和TRIAC作为其输出开关器件，一旦输入信号被移除，它就会继续导通，直到流过器件的交流电流低于其阈值或保持电流值。然后，SSR 的输出永远不会在正弦波峰值中间关闭。

零电流关断是使用固态继电器的一个主要优势，因为它可以降低电噪声和与感性负载开关相关的反电动势，如机电继电器触点的电弧放电。考虑下面典型交流固态继电器的输出波形图。