Подключение твердотельного реле: виды – схема подключения, принцип работы, практическое применение, устройство, параметры и характеристики — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

Как подключить твердотельное реле

Твердотельное реле— электронный прибор, принцип работы которого основан на взаимодействии полупроводников и силовых ключей. Название устройство получило благодаря конструкции без подвижных элементов. Схема и способ подключения коммутатора зависит от устройства и функций, для выполнения которых он устанавливается.

Устройство

Устройство твердотельных реле разных типов схоже. Конструктивные различия не отражаются на принципе действия.

В данном типе оборудования есть контактная система — единственная механическая деталь. Она делает возможным подключение внешних проводников. Остальные элементы коммутатора герметичны и расположены в неразборном корпусе.

Конструктивная особенность коммутаторов твердотельного типа заключается в электронной плате. Это — основной элемент прибора, включающий в себя:

блок управления, предназначенный для обеспечения стабильности в напряжении;
узел развязки, направленный на подачу и прием светового сигнала;

силовые ключи, в роли которых выступают симисторы или тиристоры (для переменного тока), транзисторы (для постоянного тока).

Все цепи в твердотельных реле можно поделить в зависимости от функций, которые они выполняют:

Входная. Основной функцией цепи выступает преобразование входного управляющего напряжения до значения, приемлемого для выполнения переключения. Помимо этого, входная цепь выполняет защитную задачу: ограждает от импульсных помех и контролирует изменение полярности, а также предохраняет от перегрузок.
Оптическая или гальваническая развязка. Разделяет основные и контролирующие цепи при переменном токе.
Получение сигнала. Цепь принимает сигнал от оптрона и запоминает его.
Подача напряжения. Цепь становится замкнутой, поэтому большое значение имеет корректный расчет номинального напряжения. То есть для напряжения на 220 вольт необходимо подбирать оборудование, соответствующее характеристикам сети.

Схемы подключения

Наиболее распространенными схемами подключения ТТР считаются:

Замкнутая. Если управляющий сигнал отсутствует, прибор находится под напряжением. Когда входы коммутатора обесточены, устройство отключено.
Разомкнутая. Также данная схема может называться открытой. Для нахождения реле под напряжением важно наличие управляющего сигнала.
Трехфазная. Применяется в коммутаторах трехфазной разновидности.
Реверсивная. Подобная схема также присуща трехфазным реле, она предполагает два уровня управления.

^{Схема подключения ТТР}

Схема включения в твердотельном реле с любым принципом работы должна быть корректной и исправной. В противном случае возможно короткое замыкание, которое выведет прибор из строя. К тому же при ошибочной схеме повышается опасность удара электрическим током. Поэтому рекомендуется приобретать твердотельные реле только у надежных сертифицированных производителей.

Особенности монтажа

Для нормальной эксплуатации твердотельных коммутаторов необходимо соблюдать правильность установки, обозначенной производителями. Особое значение имеет строгое соблюдение полярности. В процессе монтажа для соединений нужно использовать винтовой способ, т.е. без пайки, а также необходимо избегать чрезмерного давления на корпус прибора.

Подключать устройство следует в строгом соответствии со схемой. При этом особую роль играет корректно подобранный прибор, отвечающий нуждам объекта по всем параметрам. Во время установки необходимо исключить попадание внутрь реле металлических элементов и пыли.

Устройство следует располагать вдали от легковоспламеняющихся предметов и материалов. Перед включением коммутатора рекомендуется провести дополнительную проверку коммутационных соединений.

Также нужно обращать внимание на маркировку. Буквенно-числовые обозначения приборов включают в себя сведения о:

типе корпуса (малогабаритные, стандартные, промышленные и т.п.),
фазах (однофазные, трехфазные),
нагрузке (указывается в амперах).

Кроме того, у некоторых твердотельных реле промышленного типа в маркировку включены сведения о типе охлаждения (водяное или воздушное). Для прочих разновидностей охлаждающее и защитное оборудование подбирают отдельно.

Преимущества твердотельного реле

Коммутационные аппараты твердотельного типа выполняют аналогичную функцию, что и привычные электромагнитные реле. Однако у ТТР есть ряд преимуществ:

Бесшумная работа;
Компактность;
Отсутствие вибрации;
Небольшой вес;
Мгновенное срабатывание;
Широкая сфера применения;
Отсутствие скачка напряжения при включении;
Долговечность;
Надежность;
Низкое потребление электроэнергии;
Возможность контроля нагрузки;
Отсутствие переходных процессов и электромагнитных помех при коммутации цепей;
Невосприимчивость к внешним факторам: влажности, загрязненности воздуха;
Герметичность;
Простой монтаж;
Возможность установки в труднодоступные места;

Низкая чувствительность к воздействию магнитных полей и внешней вибрации.

Помимо этого, внутреннее устройство и комплектация твердотельного реле, а также принцип его работы исключают возникновение искр. Благодаря этому оборудование можно использовать на объектах с повышенными требованиями к пожаробезопасности.

Как купить твердотельное реле

Ассортимент твердотельных реле, представленных в каталоге СОЮЗ-ПРИБОР, включает в себя продукцию разных производителей. Все приборы сертифицированы и поставляются только надежными изготовителями.

Купить коммутаторы можно, обратившись к менеджерам компании: по телефону, через электронную почту либо форму обратной связи.

Практическое применение и схемы подключения твердотельного реле

Классические пускатели и контакторы постепенно уходят в прошлое. Их место в автомобильной электронике, бытовой технике и промышленной автоматике занимает твердотельное реле — полупроводниковое устройство, в котором отсутствуют какие-либо подвижные части.

Приборы имеют различные конструкции и схемы подключения, от которых зависят их сферы применения. Прежде чем использовать устройство, необходимо разобраться в его принципе действия, узнать об особенностях функционирования и подключения разных видов реле. Ответы на обозначенные вопросы подробно изложены в представленной статье.

Содержание статьи:

Устройство твердотельного реле
Принцип работы ТТР
Классификация твердотельных реле
- По количеству подключенных фаз
- По виду рабочего тока
- По конструктивным особенностям
- По типу схемы управления
Преимущества и недостатки ТТР
Возможные схемы подключений
Практическое применение устройств
Выводы и полезное видео по теме

Устройство твердотельного реле

Современные твердотельные реле (ТТР) представляют собой модульные полупроводниковые приборы, являющиеся силовыми электропереключателями.

Ключевые рабочие узлы этих устройств представлены симисторами, тиристорами или транзисторами. ТТР не имеют подвижных частей, чем отличаются от электромеханических реле.

Размер твердотельного реле во многом зависит от максимально допустимой нагрузки и возможности отводить тепло путем теплопередачи и конвекции (+)

Внутреннее устройство этих приборов может сильно различаться в зависимости типа регулируемой нагрузки и электрической схемы.

Простейшие твердотельные реле включают такие узлы:

входной узел с предохранителями;
триггерная цепь;
оптическая (гальваническая) развязка;
переключающий узел;
защитные цепи;
узел выхода на нагрузку.

Входной узел ТТР представляет собой первичную цепь с последовательно подключенным резистором. Предохранитель в эту цепь встраивается опционально. Задача узла входа – принятие управляющего сигнала и передача команды на коммутирующие нагрузку переключатели.

При переменном токе для разделения контролирующей и основной цепи применяют гальваническую развязку. От её устройства во многом зависит принцип работы реле. Ответственная за обработку входного сигнала триггерная цепь может включаться в узел оптической развязки или располагаться отдельно.

Защитный узел препятствует возникновению перегрузок и ошибок, ведь в случае поломки прибора может выйти из строя и подключенная техника.

Основное предназначение твердотельных реле – замыкание/размыкание электрической сети с помощью слабого управляющего сигнала. В отличие от электромеханических аналогов, они имеют более компактную форму и не производят в процессе работы характерных щелчков.

Принцип работы ТТР

Работа твердотельного реле довольно проста. Большинство ТТР предназначено для управления автоматикой в сетях 20-480 В.

Оптическая развязка позволяет создавать управленческие сигналы минимальной мощности, что критически важно для датчиков, работающих от автономных источников питания (+)

При классическом исполнении в корпус прибора входит два контакта коммутируемой цепи и два управляющих провода. Их количество может изменяться при увеличении количества подключенных фаз. В зависимости от наличия напряжения в управляющей цепи, происходит включение или выключение основной нагрузки полупроводниковыми элементами.

Особенностью твердотельных реле является наличие небесконечного сопротивления. Если контакты в электромеханических устройствах полностью разъединяются, то в твердотельных отсутствие тока в цепи обеспечивается свойствами полупроводниковых материалов.

Поэтому при повышенных напряжениях возможно появление небольших токов утечки, которые могут негативно сказаться на работе подключенной техники.

Классификация твердотельных реле

Сферы применения реле разнообразны, поэтому и их конструктивные особенности могут сильно отличаться, в зависимости от потребностей конкретной автоматической схемы. Классифицируют ТТР по количеству подключенных фаз, виду рабочего тока, конструктивным особенностям и типу схемы управления.

По количеству подключенных фаз

Твердотельные реле используются как в составе домашних приборов, так и в промышленной автоматике с рабочим напряжением 380 В.

Поэтому эти полупроводниковые устройства, в зависимости от количества фаз, разделяются на:

однофазные;
трехфазные.

Однофазные ТТР позволяют работать с токами 10-100 или 100-500 А. Их управление производится с помощью аналогового сигнала.

К трехфазному реле рекомендуется подключать провода различных цветов, чтобы при монтаже оборудования можно было правильно их присоединить

Трехфазные твердотельные реле способны пропускать ток в диапазоне 10-120 А. Их устройство предполагает реверсивный принцип функционирования, который обеспечивает надежность регуляции одновременно нескольких электрических цепей.

Часто трехфазные ТТР используются для обеспечения работы асинхронного двигателя. В его электросхему управления обязательно включаются быстрые предохранители из-за высоких пусковых токов.

По виду рабочего тока

Твердотельные реле нельзя настроить или перепрограммировать, поэтому они могут нормально работать только при определенном диапазоне электропараметров сети.

В зависимости от потребностей ТТР могут управляться электроцепями с двумя видами тока:

постоянным;
переменным.

Аналогично можно классифицировать ТТР и по виду напряжения активной нагрузки. Большинство реле в бытовых приборах работают с переменными параметрами.

Постоянный ток не используется в качестве основного источника электроэнергии ни в одной стране мира, поэтому реле такого типа имеют узкую сферу применения

Устройства с постоянным управляющим током характеризуются высокой надежностью и используют для регуляции напряжение 3-32 В. Они выдерживают широкий диапазон температур (-30..+70°С) без значительного изменения характеристик.

Реле, регулирующиеся переменным током, имеют управляющее напряжение 3-32 В или 70-280 В. Они отличаются низкими электромагнитными помехами и высокой скоростью срабатывания.

По конструктивным особенностям

Твердотельные реле часто устанавливают в общий электрощит квартиры, поэтому многие модели имеют монтажную колодку для крепления на DIN-рейку.

Кроме того, существуют специальные радиаторы, располагающиеся между ТТР и опорной поверхностью. Они позволяют охлаждать прибор при высоких нагрузках, сохраняя его рабочие характеристики.

Реле крепиться на DIN-рейку преимущественно через специальный кронштейн, который имеет и дополнительную функцию – отводит излишки тепла при работе прибора

Между реле и радиатором рекомендуется наносить слой термопасты, который увеличивает площадь соприкосновения и увеличивает теплоотдачу. Существуют и ТТР, предназначенные для крепления к стене обычными шурупами.

По типу схемы управления

Не всегда принцип работы регулируемой реле техники требует его мгновенного срабатывания.

Поэтому производители разработали несколько схем управления ТТР, которые используются в различных сферах:

Контроль «через ноль». Такой вариант управления твердотельным реле предполагает срабатывание только при значении напряжения, равном 0. Используется в устройствах с емкостной, резистивной (нагреватели) и слабой индуктивной (трансформаторы) нагрузкой.
Мгновенное. Используется при необходимости резкого срабатывания реле при подаче управляющего сигнала.
Фазовое. Предполагает регулирование выходного напряжения методом изменения параметров управляющего тока. Применяется для плавного изменения степени нагрева или освещения.

Твердотельные реле различаются и по многим другим, менее значимым, параметрам. Поэтому при покупке ТТР важно разобраться в схеме работы подключаемой техники, чтобы приобрести максимально соответствующее ей регулировочное устройство.

Обязательно должен быть предусмотрен запас мощности, потому что реле имеет эксплуатационный ресурс, который быстро расходуется при частых перегрузках.

Преимущества и недостатки ТТР

Твердотельные реле не зря вытесняют с рынка обычные пускатели и контакторы. Эти полупроводниковые приборы обладают множеством преимуществ перед электромеханическими аналогами, которые заставляют потребителей останавливать выбор именно на них.

Реле для микросхем имеет компактные размеры и сильно ограничены по максимально пропускаемому току. Крепятся они преимущественно путем припаивания специальных ножек

К таким достоинствам относят:

Низкое потребление электроэнергии (на 90% меньше).
Компактные габариты, позволяющие монтировать устройства в ограниченном пространстве.
Высокая скорость запуска и отключения
Пониженная шумность работы, отсутствуют характерные для электромеханического реле щелчки.
Не предполагается техническое обслуживание.
Длительный срок службы благодаря ресурсу в сотни миллионов срабатываний.
Благодаря широким возможностям по модификации электронных узлов, ТТР имеют расширенные сферы применения.
Отсутствие электромагнитных помех при срабатывании.
Исключается порча контактов вследствие их механического удара.
Отсутствие прямого физического контакта между цепями управления и коммутации.
Возможность регулирования нагрузки.
Наличие в импульсных ТТР автоматических цепей, защищающих от перегрузок.
Возможность использования во взрывоопасных средах.

Указанных преимуществ твердотельных реле не всегда достаточно для нормальной работы оборудования. Именно поэтому они ещё не полностью вытеснили электромеханические контакторы.

Для стабильной работы мощных твердотельных реле важен эффективный отвод тепла, потому что при повышенных температурах резко искажается напряжение нагрузки (+)

ТТР имеют и недостатки, которые не позволяют им использоваться во многих случаях.

К минусам относят:

Невозможность работы большинства устройств с напряжениями свыше 0,5 кВ.
Высокая стоимость.
Чувствительность к высоким токам, особенно в пусковых цепях электродвигателей.
Ограничения по использованию в условиях повышенной влажности.
Критическое снижение рабочих характеристик при температурах ниже 30°С мороза и выше 70°С тепла.
Компактный корпус приводит к избыточному нагреву устройства при стабильно высоких нагрузках, что требует применения специальных устройств пассивного или активного охлаждения.
Возможность расплавления устройства от нагрева при коротком замыкании.
Микротоки в закрытом состоянии реле могут быть критическими для работы оборудования. Например, подключенные в сеть люминесцентные лампы могут периодически вспыхивать.

Таким образом, твердотельные реле имеют определенные сферы применения. В цепях высоковольтного промышленного оборудования их использование резко ограничено из-за несовершенных физических свойств полупроводниковых материалов.

Однако в бытовой технике и автомобильной промышленности ТТР занимают прочные позиции за счет своих положительных свойств.

Возможные схемы подключений

Схемы подключения твердотельных реле могут быть самые разнообразные. Каждая электрическая цепь строится, исходя из особенностей подключаемой нагрузки. В схему могут добавляться дополнительные предохранители, контроллеры и регулирующие устройства.

Благодаря тому, что цепи управления и нагрузки в приборе не перекрываются, их электрические характеристики могут отличаться любыми параметрами (+)

Далее будут представлены наиболее простые и распространенные схемы подключения ТТР:

нормально-открытая;
со связанным контуром;
нормально-закрытая;
трехфазная;
реверсивная.

Нормально-открытая (разомкнутая) схема — реле, нагрузка в котором находится под напряжением при наличии управляющего сигнала. То есть подключенная техника оказывается в отключенном состоянии при обесточенных входах 3 и 4.

Перед покупкой реле необходимо определиться с требуемым типом его первоначального состояния (замкнутое или разомкнутое), чтобы обеспечить правильную работу подключенной техники (+)

Нормально-замкнутая схема — подразумевается реле, нагрузка в котором находится под напряжением при отсутствии управляющего сигнала. То есть подключенная техника оказывается в рабочем состоянии при обесточенных входах 3 и 4.

Существует схема подключения твердотельного реле, в которой управляющее и нагрузочное напряжение одинаково. Такой способ можно использовать одновременно для работы в сетях постоянного и переменного тока.

Трехфазные реле подключаются несколько по иным принципам. Контакты могут соединяться в вариантах «Звезда», «Треугольник» или «Звезда с нейтралью».

Выбор трехфазной схемы подключения реле во многом зависит от особенностей работы техники, подключенной к нему в качестве нагрузки

Реверсные твердотельные реле применяются в электродвигателях в соответствующем режиме. Они изготавливаются в трехфазном варианте и включают два контура управления.

Если для реле важно соблюдение полярности подключения контактов, то на маркировке всегда будет указано, куда подключать фазу и ноль

Собирать электрические цепи с ТТР необходимо только после их предварительной прорисовки на бумаге, потому что неверно подключенные устройства могут выйти из строя из-за короткого замыкания.

Практическое применение устройств

Сфера использования твердотельных реле довольно обширна. Из-за высокой надежности и отсутствия потребности в регулярном обслуживании их часто устанавливают в труднодоступных местах оборудования.

Во многих реле подключение проводов управляющего контура требует соблюдения полярности, что необходимо учитывать в процессе монтажа оборудования

Основными же сферами применения ТТР являются:

система терморегуляции с применением ТЭНов;
поддержание стабильной температуры в технологических процессах;
контроль работы трансформаторов;
регулировка освещения;
схемы датчиков движения, освещения, и т. п.;
управление электродвигателями;
.

С увеличением автоматизации бытовой техники твердотельные реле приобретают все большее распространение, а развивающиеся полупроводниковые технологии постоянно открывают новые сферы их применения.

При желании, собрать твердотельное реле можно собственноручно. Подробная инструкция представлена в .

Выводы и полезное видео по теме

Представленные видеоролики помогут лучше понять работу твердотельных реле и ознакомиться со способами их подключения.

Практическая демонстрация работы простейшего твердотельного реле:

Разбор разновидностей и особенностей работы твердотельных реле:

Тестирование работы и степени нагрева ТТР:

Смонтировать электрическую цепь из твердотельного реле и датчика может практически каждый человек.

Однако планирование рабочей схемы требует базовых знаний в электротехнике, потому что неправильное подключение может привести к удару током или короткому замыканию. Зато в результате правильных действий можно получить массу полезных в быту приборов.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме подключения и применения твердотельных реле? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования таких устройств. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Твердотельное реле

(SSR) — типы реле SSR

В этой статье мы кратко обсудим SSR (твердотельное реле)

, его конструкцию, работу, схемы и различные типы реле SSR на основе его переключающих свойств и формы ввода/вывода. Мы также обсудим преимущества и недостатки твердотельного реле (ТТР) по сравнению с реле электромагнитного реле (ЭМР) .
Связанная запись: Различные типы реле, их конструкция, работа и применение
Содержание
Что такое твердотельное реле (ТТР)?
Твердотельное реле ( SSR ) представляет собой электронное коммутационное устройство, изготовленное из полупроводников , которое включает (включает и выключает) цепь высокого напряжения, используя низкое напряжение на его клеммах управления.
В отличие от EMR (электромагнитного реле), которое имеет катушку и механический переключатель (физические контакты), реле SSR использует оптопару для изоляции цепи управления от управляемой цепи.
Разница между SSR и EMR
Работа SSR (твердотельного реле) и EMR (электромагнитного реле) или контактного реле одинакова, в то время как основное различие между SSR и EMR заключается в отсутствии механических частей и контактов в реле ССР. Обычно SSR имеет 1 контакт, а EMR имеет несколько контактов.
Другие различия между твердотельным реле и электромагнитным реле заключаются в том, что во время работы твердотельного реле не возникает скачков напряжения и шума. Существует вероятность тока утечки от нескольких мкА до мА в реле SSR, в то время как значение тока утечки равно нулю (0) в EMR. С другой стороны, SSR отключает нагрузки переменного тока в точке нулевого тока нагрузки, что приводит к устранению шума, дребезга контактов и электрической дуги в случае индуктивной нагрузки по сравнению с реле EMR.

Сообщение по теме: Разница между реле и автоматическим выключателем
Конструкция ТТР (твердотельное реле)
Клеммы реле ТТР
Реле ТТР имеет два набора клемм, т.е. входные клеммы и выходные клеммы. Эти клеммы приведены ниже:
Клеммы ввода или управления
Эти две клеммы являются клеммами управления входами. Он подключен к маломощной цепи, управляющей его переключением.
Клеммы и соединения реле SSR
Управляющий вход реле SSR предназначен для цепи постоянного или переменного тока отдельно.
Выходные нормально разомкнутые (НО) клеммы
Выходные клеммы реле SSR включаются и выключаются в зависимости от управляющего входа.
Обычно электрическое соединение между этими клеммами остается разомкнутым. Когда реле активируется, эти клеммы соединяются вместе, обеспечивая замкнутый путь.
Выходные клеммы специально разработаны для AC или DC цепь. В отличие от реле EMR, реле SSR не может переключать сигналы переменного и постоянного тока с помощью одних и тех же клемм.

Связанный пост: Различные типы датчиков с приложениями
Нормально замкнутая (НЗ) клемма выхода
Эта клемма реле остается замкнутой, пока реле не активировано. При срабатывании реле ток не течет. Он становится открытым при срабатывании реле.
ПРИМЕЧАНИЕ. Обычно используемые реле твердотельных реле не имеют нормально замкнутых клемм. Но реле SSR формы B и формы C (обсуждается ниже) использует клемму NC.
Эксплуатация и работа реле SSR
Когда низкое напряжение подается на входные управляющие клеммы реле SSR , выходные клеммы нагрузки замыкаются.
Вход реле SSR активирует оптопару, которая переключает цепь нагрузки. Оптопара не имеет физического соединения и изолирует цепь низкого напряжения от цепи высокого напряжения.
Оптопара имеет на входе светодиод , который излучает инфракрасный свет свет при подаче напряжения. Эти ИК волны принимаются фотодатчиком (фототранзистор, фотодиод и т.д.) на его выходном конце. Фотодатчик преобразует световой сигнал в электрический сигнал и включает цепь.

Чтобы активировать оптопару, ее входное напряжение должно быть больше, чем ее прямое напряжение . По этой причине реле SSR не срабатывает при напряжении ниже указанного.

Выходная схема реле SSR различается для цепей переменного и постоянного тока. Обычно он состоит из симисторов или тиристоров для цепи переменного тока и силовых МОП-транзисторов для цепи постоянного тока.

Запись по теме: Типы диодов и их применение

Схематическая модель реле SSR

Общая схема работы реле постоянного тока на переменный ток SSR со схемой модели приведена ниже:

Вход постоянного тока с достаточным напряжением подается на входные клеммы управления. Имеется диод для защиты от переполюсовки приложенного

DC .

При подаче напряжения на светодиод оптопары он излучает инфракрасный свет.

На другом конце Opto-TRIAC (приемник) улавливает свет и включает его. Как только оптрон включается, через него начинает протекать выход AC ток

В свою очередь, этот выход оптопары активирует TRIAC . Таким образом, позволяя потоку AC Ток цепи нагрузки

Связанный пост: Типы переключателей. Его конструкция, работа и применение

Типы реле SSR

Существует различных типа реле SSR (твердотельных) . Они либо классифицируются по форме ввода/вывода, либо по свойству переключения.

Классификация на основе ввода/вывода

Ниже приведены некоторые из распространенных типов реле SSR, классифицированных на основе входной и выходной цепи (переменного/постоянного тока).

Реле DC-AC SSR

Это реле работает на входе постоянного тока для переключения цепи нагрузки переменного тока . Вход управления этого реле SSR работает только с входом DC .

Тот факт, что это реле не работает на входе AC , связан с тем, что оптопара работает на ДС . Его входные клеммы также являются направленными. Изменение полярности входа не активирует реле. Для защиты от обратной полярности входа используется диод.

Даже после подачи требуемого входа выходной переключатель этого твердотельного реле не активируется, а только когда AC напряжение подается на его выходные клеммы.

Ниже приведена схема реле DC-TO-AC SSR.

Запись по теме: Типы трансформаторов и их применение

Реле AC-To-AC SSR

Реле SSR работает только тогда, когда вход и выход обеих цепей равны AC .

Как известно, оптопара работает от напряжения постоянного тока . Таким образом, перед оптопарой используется выпрямитель для преобразования AC в DC .

Когда на его входную управляющую клемму подается достаточное переменное напряжение, он активируется, обеспечивая протекание переменного тока тока нагрузки.

Его схема приведена ниже.

Реле DC-to-DC SSR

Это реле может переключать нагрузку постоянного тока высокой мощности с использованием источника постоянного тока малой мощности.

Вход постоянного тока подается на оптопару, как описано в другом примере выше.

Однако для переключения нагрузки постоянного тока используется силовой MOSFET или IGBT .

МОП-транзистор проводит ток только в одном направлении, поэтому также необходимо убедиться, что выходная нагрузка подключена с соблюдением полярности. Защитный диод используется для предотвращения повреждения при обратной полярности.

При наличии индуктивной нагрузки следует использовать шунтирующий диод.

Реле DC-To-AC/DC SSR

Этот тип реле SSR может переключать нагрузку AC и DC , используя отдельные клеммы.

Реле такого типа использует МОП-транзисторов последовательно с общими клеммами источника для переключения цепей переменного и постоянного тока .

Его схема приведена ниже.

На этой схеме показана матрица фотодиодных ячеек в качестве датчика света, вырабатывающего напряжение при активации светодиода. Это напряжение подается на затворы и исток N-MOSFET соединены последовательно.

Чтобы использовать это реле для цепи переменного тока , используются клеммы Drain MOSFET , а клеммы источника не должны использоваться.

При использовании цепи постоянного тока , сток и исток терминалы MOSFET используются для переключения.

Связанная запись: Типы предохранителей — их конструкция, работа и применение

Классификация на основе свойств переключения

Реле SSR также классифицируются на основе их свойств переключения , которые приведены ниже.

Эти реле управляют цепями переменного тока и используются для управления требуемыми выходами в определенных приложениях.

Реле мгновенного включения SSR

Реле такого типа мгновенно включает в цепь нагрузки всякий раз, когда подается достаточное входное напряжение. Выключается при следующем переходе напряжения нагрузки через нуль после снятия управляющего входа.

Реле нулевого переключения твердотельного реле

Этот тип реле включается, когда подается входное напряжение и напряжение переменного тока нагрузки пересекает следующее нулевое напряжение.

Выключается как обычное реле SSR , когда входное напряжение снимается и напряжение переменного тока нагрузки достигает нуля вольт.

Операция реле переключения через нуль обеспечивается схемой, известной как схема пересечения нуля , которая обнаруживает пересечение нуля и активирует СИМИСТОР .

Реле пикового переключения SSR

Эти типы реле SSR включаются, когда выходное переменное напряжение достигает следующего пика после подачи требуемого входного управляющего напряжения.

Также выключается после снятия входного напряжения и перехода через ноль выходного переменного тока.

В этих реле используется блок обнаружения пиковых значений, который запускает симистор , когда цикл выходного переменного тока достигает своего пика.

Реле аналогового переключения SSR

В то время как эти другие типы переключения SSR зависят от выходного цикла переменного тока, переключение этого реле зависит от его входной амплитуды.

Пусковое выходное напряжение аналогового твердотельного реле пропорционально входному управляющему напряжению.

Допустим, 3-32 В постоянного тока входное реле 3 В представляет 0% и 32 В представляет 100% пикового напряжения переменного тока нагрузки.

При снятии управляющего входа реле выключается при следующем пересечении нуля выходным переменным током.

Запись по теме: Типы резисторов | Фиксированный, переменный, линейный и нелинейный

Классификация на основе полюсов и направления

Реле SSR подразделяются на три типа или « формы » в зависимости от их полюсов и конфигурации направления.

Форма A или SPST NO Тип SSR

Форма A Тип реле SSR SPST (Однополюсное, однонаправленное) реле с нормально разомкнутыми ( NO ) клеммами. Клеммы выходной нагрузки нормально разомкнуты, когда нет внешнего управляющего входа. Когда реле срабатывает, выходные клеммы соединяются вместе и пропускают ток.

На приведенной ниже схеме показано реле SSR, способное переключать переменный и постоянный ток на отдельных клеммах.

Фотодиодная ячейка используется в качестве приемника света, а улучшающие МОП-транзисторы с общими истоками используются для переключения цепи нагрузки.

Тип B или SPST NC Тип SSR:

Форма B Реле типа имеет нормально замкнутые клеммы нагрузки. Клеммы выходной нагрузки нормально подключены и пропускают ток при отсутствии управляющего входа. Предоставление управляющего входа разомкнет клеммы нагрузки и остановит ток.

В этом типе реле используются истощение МОП-транзисторы , которые включаются при нулевом входе и выключаются, когда его Vgs становится отрицательным.

На приведенной ниже диаграмме показано реле формы B SPST NC, использующее полевые МОП-транзисторы с истощением.

Форма C или SPDT Тип SSR:

Форма C Реле типа C имеет два переключающих контакта.

Имеется три клеммы нагрузки, т. е. Общий, НЗ и НО .

Когда реле неактивно , общая клемма остается подключенной к клемме NC .

Когда реле активирует , общая клемма подключается к клемме NO .

Схема реле SPDT SSR приведена ниже.

Существует также управляющая схема переключения , которая предотвращает одновременное включение МОП-транзисторов, обеспечивая временную задержку между ее переключениями.

По теме: Типы конденсаторов | Фиксированный, переменный, полярный и неполярный

Преимущества и недостатки твердотельных реле)
Преимущества:
Время переключения твердотельных реле значительно быстрее , чем реле EMR (электромеханическое реле).
У него нет физических контактов .
Нет проблем с контактами искры и износ .
Срок службы больше, чем у реле EMR.
Реле SSR Выключается при 0 токе нагрузки переменного тока, что предотвращает любые дуги или электрические помехи .
Вибрации или движение не влияет на его работу.
Имеет очень низкое энергопотребление по сравнению с реле EMR.
Реле SSR очень легко управляется с помощью логики схем ( микроконтроллеров )
Недостатки
Имеет сложную конструкцию по сравнению с реле ЭМИ
Падение напряжения на клеммах нагрузки.
Он имеет ток утечки во время выключенного состояния .
Реле SSR рассеивают слишком много тепла .
Не может переключать низкое напряжение по сравнению с реле EMR.
Переключение реле SSR зависит от напряжения контролируемой цепи.
Связанная запись: Типы интегральных схем. Классификация интегральных схем и их ограничения
Применение твердотельных реле ( Твердотельные устройства) Реле
Ниже приведены общие области применения твердотельных реле в области электротехники и электроники.
Как правило, реле SSR используются для переключения, т. е. включения/выключения питания переменного тока.
Используется для управления мощностью, т. е. управления скоростью двигателя, затемнением света и вентилятора, переключением питания и т. д.
Они также используются для управления электрическими нагревателями для контроля температуры.
Кабина SSR
может использоваться в качестве защелки, которая удобна в случае чайников.
В линиях связи реле SSR с оптопарой используется для устранения тока управления реле, протекающего через него.
Твердотельные реле
в основном используются при переключении с высокой нагрузкой.
URL-адрес скопирован
Переключатель ВКЛ/ВЫКЛ автоматического кондиционера
Автор EG Projects
Это руководство посвящено взаимодействию SSR (твердотельного реле) с Arduino Uno. Автоматический кондиционер с выключателем выполнен в виде проекта «сделай сам». Начнем с того, что такое SSR? SSR означает твердотельное реле. Теперь в чем разница между обычным реле и ssr? Обычные реле — это механические реле, тогда как ssr не является механическим. SSR использует механизм оптоизолятора для переключения нагрузок высокой мощности. Как и механические реле, SSR обеспечивает электрическую изоляцию между двумя цепями, а оптоизолятор (оптопара) действует как переключатель между двумя цепями. SSR имеют некоторые преимущества перед механическими реле. Они могут включаться при гораздо более низком постоянном напряжении и токе. ТТР можно включить при минимальном напряжении 3 вольта постоянного тока. SSR может управлять гораздо более мощными нагрузками, чем механические реле. Скорость переключения сср намного больше механической. Поскольку в ssr нет механической части, они не издают звука при переключении.
SSR предлагают многие компании. Некоторые ведущие компании: Broadcom, Crydom, IXYS, Omron, Panasonic, Phoenix Contact, Scneider Electric, TE Connectivity, Teledyne, Vishay. Я собираюсь использовать Crydomssr в проекте ниже.
Я измерю температуру в комнате и в зависимости от температуры включу или выключу кондиционер. Однопроводной датчик температуры DHT22 подключается к Arduino для измерения температуры в помещении.
Датчик температуры DHT22
DHT22 — это простой недорогой цифровой датчик температуры и влажности. Он использует емкостный датчик влажности и термистор для измерения окружающего воздуха. Он выводит цифровой сигнал на контакт данных. Он прост в использовании, но требует осторожного выбора времени для сбора данных. Единственным реальным недостатком этого датчика является то, что вы можете получать новые данные от него только каждые 2 секунды. DHT22 — это улучшенная версия DHT11. DHT22 имеет более широкий диапазон температуры и влажности, а также более точный, чем dht11.
Твердотельное реле с Arduino — принципиальная схема проекта
Схема проекта
проста: соедините цифровой контакт DHT22 с цифровым контактом № 2 Arduino. Между dht22 vcc и контактом данных вставьте подтягивающий резистор 10 кОм. Заземлите контакт заземления dht22. Я подключил dht22 к выходу Arduino +5 вольт. Для SSR (твердотельное реле) я использовал цифровой контакт № 7. Подключите вход + положительный конец ssr напрямую к контакту № 7 Arduino. Заземлите другой контакт. Вставьте резистор dpwn на 10 кОм между входами твердотельного реле. Этот резистор затянет штифт SSR, чтобы он не плавал. На других концах ССР подсоединить магистральную линию электроснабжения.
Принципиальная схема проекта приведена с правой стороны. Arduino питается от внешнего блока питания +12 вольт.
Crydom SSR (твердотельное реле), взаимодействующее с датчиком температуры arduino и dht22
SSR с микроконтроллером и транзистором
У меня работала верхняя конфигурация. Запуск ssr напрямую с цифровых контактов arduino. Кридом ssr, показанный на рисунке выше, который я использовал, требует от 3 до 32 вольт постоянного тока для включения другой цепи. На стороне выхода вы можете подключить максимальную нагрузку 240 вольт переменного тока и до 40 ампер тока. Crydom ssr хороши, и я использовал их во многих своих проектах. Я даже купил бывшие в употреблении SSR на eBay и использовал их в своих проектах, и я никогда не получал жалоб.
Некоторые говорят, что эта конфигурация им не подходит. Я думаю, это может быть связано с требуемым входным напряжением постоянного тока. Возможно, SSR, которые они используют, требуют большего напряжения и тока на входе. Поэтому я рекомендую использовать транзистор для включения ssr вместо прямого включения ssr с выводом gpio (ввод/вывод общего назначения) микроконтроллера. Конфигурация транзистора указана слева. Транзистор NPN используется для включения твердотельного реле с +12 вольт.
906:00
База транзистора управляется микроконтроллером. Я рекомендую использовать эту конфигурацию, так как она гарантирует, что напряжение не упадет ниже 3 вольт. Это также другие альтернативы SSR, и с их помощью мы можем управлять нагрузками высокой мощности. Я написал хороший учебник по этому вопросу. Сначала я включил в код библиотеку датчика температуры dht. Библиотека действительна для датчиков температуры DHT11, DHT21 и DHT22, что означает, что мы можем использовать три датчика с одной и той же библиотекой. Я использую DHT22, поэтому я передал DHT22 как ссылку на класс DHT. Затем я объявил управляющий контакт ssr Arduino Pin # 7 в качестве выхода и начал чтение датчика dht.
Примечание: Если у вас нет с собой DHT22. Вы можете подключить любой датчик DHT11 или DHT21 с такой же конфигурацией для DHT22. Просто замените DHT22 на DHT11 или DHT21.
Я использую DHT22 только как температуру по Цельсию/по Цельсию, хотя он также может выводить температуру по Фаренгейту. Я также не использую его значение влажности. Я выключаю кондиционер на стоградусной температуре. Если температура ниже 22 градусов по Цельсию, SSR остается выключенным. При повышении температуры от 22 градусов по Цельсию автоматически включается кондиционер. Между каждым чтением я также вставил 2-секундную задержку, чтобы убедиться, что датчик DHT22 обновил свои показания и они не совпадают с предыдущими.

Я контролировал свой домашний кондиционер с той же конфигурацией, что и выше. Единственная проблема, с которой я столкнулся, это то, что ssr становится слишком горячим, когда температура поднимается на 30 градусов по Цельсию.