Закрыть

Принцип работы твердотельного реле: Твердотельные реле. Принцип работы, классификация и их преимущества. | RuAut

Содержание

устройство, принцип работы, виды, схемы подключения

При организации логических схем управления оборудованием в качестве коммутаторов используются различные виды реле. В связи с развитием и совершенствованием полупроводниковых приборов на смену классическим логическим элементам пришло твердотельное реле (ТТР). Для чего используется, как устроен и как функционирует данный вид устройств, мы рассмотрим в данной статье.

Назначение

Сфера применения твердотельного реле достаточно обширна и охватывает самые разнообразные отрасли промышленности и народного хозяйства. Их используют в таких системах, где по условиям эксплуатации можно исключить периодический контроль состояния коммутатора. Твердотельные приборы устанавливаются в оборудовании с частыми коммутациями, где классические подвижные контакты не справляются с работой и перегорают. Или в таких электроустановках, где недопустимо искрообразование при разрывании или замыкании цепи контактной группой.

Помимо этого твердотельные реле характеризуются малыми габаритами, что делает их весьма привлекательной альтернативой для слаботочного оборудования.

Они применяются в электронике и бытовых устройствах, а также труднодоступных местах, где после ввода прибора в работу отсутствует возможность технического обслуживания.

Основными направлениями, в которых вы часто встретите твердотельное реле, являются:

  • нагревательные электроприборы с ТЭНами, спиралями для контроля температуры нагревания;
  • контроль температурных режимов в технологических процессов;
  • отслеживание рабочих режимов силовых трансформаторов;
  • регулировка степени освещенности или включение освещения в зависимости от времени суток;
  • применение в качестве датчика движения;
  • включение и отключения электродвигателей, переключение различных режимов их работы;
  • в качестве электронных ключей силовых и слаботочных электроустановок;
  • как коммутаторы станочного оборудования, в котором нужна высокая частота срабатывания;
  • для переключения позиций в источниках бесперебойного питания.

Стоит отметить, что повсеместная автоматизация технологических процессов все чаще задействует твердотельное реле в качестве коммутационного устройства.

Устройство

Конструктивно твердотельное реле представляет собой расширенный вариант полупроводникового ключа. В состав устройства входят резисторы, транзисторы, симисторы или тиристоры, которые и лежат в основе их работы. За счет того, что вся конструкция имеет монолитную структуру – единый блок, реле  и получило название твердотельного.

Рис. 1. Устройство твердотельного реле

Условно все устройство можно разделить на несколько блоков:

  • Входной узел – используется для подачи управляющего сигнала. В состав узла входит токоограничивающий резистор и устройство для передачи сигнала на коммутирующий элемент.
  • Триггерный узел – применяется для обработки получаемых сигналов. Как правило, является частью линии оптической развязки, но может устанавливаться и отдельно от нее.
  • Узел оптической развязки – осуществляет гальваническое разделение основного участка и контролирующего. Является неотъемлемой составляющей реле переменного тока. От конструктивных особенностей этого узла напрямую зависит принцип действия коммутатора.
  • Цепь коммутации – производит включение и отключение линии питания нагрузки. Функционирует по принципу запирания и отпирания p-n перехода, поэтому классического переключения в твердотельных реле не происходит.
  • Цепи защиты – осуществляют устранение помех, защищают твердотельное реле от перегрузок и токов коротких замыканий. По месту расположения бывают внутренней и внешней установки.
  • Выходной узел – используется для подключения нагрузки, как правило, представлен парой контактов или клемм.

Следует отметить, что в зависимости от типа твердотельного реле, состав основных блоков может существенно отличаться. Поэтому определенные модели могут обходиться без некоторых из вышеперечисленных узлов.

Принцип работы

В зависимости от вида твердотельного реле, может отличаться и принцип его действия. В основе работы лежит два сигнала – управляющий и управляемый, которые могут генерироваться и передаваться различным способом. Поэтому в качестве примера мы рассмотрим одну из разновидностей данного устройства, функционирующего посредством оптрона.

Рис. 2. Принцип действия твердотельного реле

Оптрон, в соответствии с п.1.1 ГОСТ 29283-92 осуществляет генерацию электромагнитных или световых импульсов с определенными параметрами. В соответствии с которым и происходит взаимодействие его компонентов. Конструктивно оптрон представляет собой оптическую пару – светодиод и фотодиод, установленные в разных блоках твердотельного реле.

При подаче питания на входной узел твердотельного реле начнется протекание тока через цепь светодиода. В результате чего световое излучение попадет на фотодиод. При достижении световым потоком заданной интенсивности, фотодиод установит рабочие параметры для цепи нагрузки и произведет коммутацию нагрузки.

Отличия от электромеханических реле

Рис. 3. Отличия между электромеханическим и твердотельным реле

Если рассматривать основные отличия, то они заключаются в принципе реализации логических операций. Так, в соответствии с п. 3.1.1 ГОСТ IEC 61810-7-2013 под электромеханическим реле следует понимать такое устройство, в котором операции производятся за счет движения механических элементов. В частности, на катушку индуктивности подается управляющий импульс, который создает достаточный электромагнитный поток для перемещения сердечника. Механически сердечник соединяется с контактной группой, которая замыкается и размыкается в зависимости от управляющего сигнала.

Твердотельное реле, в свою очередь, не имеет подвижных частей, а изменение логического состояния производится путем перевода полупроводникового элемента из открытого состояния в закрытое, и, наоборот. Поэтому основным отличием от электромеханических моделей является отсутствие подвижных контактов.

Технические характеристики

При выборе конкретной модели для замены вышедшего со строя твердотельного реле или для установки в новом оборудовании необходимо руководствоваться основными характеристиками прибора.

К основным параметрам относятся:

  • Класс и величина напряжения на входе и выходе устройства;
  • Сопротивление твердотельного элемента или потребляемая мощность;
  • Ток срабатывания – определяет рабочие параметры перехода из одного логического состояния в другое;
  • Перегрузочная способность – кратная величина номинальному току;
  • Электрическая прочность изоляции;
  • Тип монтажа – наличие крепежных деталей или пайка на выводы;
  • Материал, из которого изготовлено реле;
  • Габаритные размеры;
  • Наличие дополнительных функций.

Все характеристики твердотельных реле будут отличаться в зависимости от вида конкретного устройства.

Виды

Разделение по видам обуславливается как рабочими параметрами некоторых устройств, так и сферой их применения. Поэтому, классификация твердотельных реле осуществляется по нескольким факторам, определяющим тот или иной параметр.

Так, все логические элементы, в зависимости от рода тока, подразделяются на две группы – реле постоянного и переменного тока. Первые отличаются высокой надежностью и отлично справляются с поставленными задачами, как при низких, так и при высоких температурах. Второй вид обладает высокой скоростью срабатывания.

В зависимости от количества подключаемых фаз все твердотельные реле подразделяются на однофазные и трехфазные. Первый вид обеспечивает питание однофазной нагрузки или устройств постоянного тока. Трехфазные, в большинстве случаев, используются для питания электродвигателей, но встречаются коммутаторы и для других типов оборудования.

Рис. 4. Трехфазные и однофазные твердотельные реле

По типу управления различают следующие виды:

  • Фазовое – плавно изменяет напряжение на выходе в процентном соотношении;
  • Мгновенное – производит переключение мгновенно;
  • При переходе через 0 – переключение осуществляется только при достижении синусоидой нулевого значения.

В зависимости от пропускаемой нагрузки, все устройства могут подразделяться на слаботочные и силовые. Первые устанавливаются в цепи управления, вторые используются для питания мощного бытового и промышленного оборудования.

Схемы подключения

На практике существует несколько вариантов подключения твердотельного реле к цепи питания и управления. Так, в зависимости от величины и рода питающего напряжения выделяют схему постоянного и переменного тока:

Рис. 5. Схема подключения твердотельного реле на 230 В

Как видите, здесь от фазного и нейтрального проводника напряжение подается и на цепь управления (выводы 3 и 4), и к нагрузке. Через выводы 1 и 2 фазный проводник устанавливается в коммутацию твердотельного реле для питания потребителя. Включение и отключение производится путем замыкания контактной группы К1 в цепи управления.

Еще один вариант схемы – управление нагрузкой посредством низковольтного сигнала:

Рис. 6. Питание твердотельного реле низким напряжением

В таком случае напряжение сети изначально подается на блок питание, где оно преобразуется и понижается. А затем через контакты К1 поступает в цепь управления твердотельного реле на выводы 3 и 4. Питание нагрузки происходит по тому же принципу, что и в предыдущем случае.

Помимо этого схемы подключения твердотельных реле подразделяются на две категории – нормально открытые и нормально закрытые. Первый вариант подразумевает такой принцип действия, когда подача напряжения на цепь управления подает напряжение к нагрузке.

Рис. 7. Нормально открытая схема твердотельного реле

Второй вариант схемы при подаче напряжения в цепь управления отключает питание нагрузки.

Рис. 8. Нормально закрытая схема твердотельного реле

Помимо этого существует трехфазная схема питания для соответствующего типа нагрузки:

Рис. 9. Трехфазная схема подключения твердотельного реле

Как видите на схеме, здесь используется трехфазное твердотельное реле. Для цепи управления используется пониженное напряжение, подаваемое от преобразователя. Линия трехфазного питания подключается к выводам A1, B1, C1, а трехфазный электродвигатель к выводам A2, B2, C2.

Достоинства и недостатки

Данный вид логических элементов характеризуется рядом плюсов и минусов в эксплуатации. К основным преимуществам твердотельных реле относятся:

  • Длительный срок эксплуатации в сравнении с электромеханическими моделями;
  • Может выполнять значительно больше коммутаций до наработки на отказ;
  • Бесшумность в работе;
  • Небольшой размер и вес;
  • Отсутствует механический износ контактной группы из-за их отсутствия;
  • Возможность установки в пожароопасных и взрывоопасных зонах за счет отсутствия искр в процессе коммутации;
  • Может работать без скачков напряжения и тока, чем в значительной мере нивелирует переходные процессы;
  • Внутреннее сопротивление практически не меняется в процессе эксплуатации;
  • Практически невосприимчивы к воздействию вибрации, оседанию пыли, электромагнитным полям.

Но, вместе с тем, твердотельные реле обладают и некоторыми недостатками. Существенной проблемой является нелинейная вольтамперная характеристика. В отключенном состоянии сопротивление p-n хоть и большое, но не бесконечное, чем обуславливаются токи утечки. Во включенном состоянии сопротивление полупроводника обуславливает нагрев твердотельного элемента и необходимость его принудительного охлаждения в силовых реле.

Также к недостаткам относят необходимость принятия мер против ошибочного срабатывания. При пробое твердотельные реле часто остаются во включенном состоянии, что создает опасность для оборудования и эксплуатационного персонала. За счет наличия p-n перехода пропускание тока в обратном направлении происходит не мгновенно. Одной из наибольших проблем является перегрузка, из-за которой реле мгновенно выходит со строя.

Твердотельное реле: принцип работы, схема подключения

ТТР (Твердотельное реле) (англ. SolidStateRelay (SSR) – полупроводниковое устройство, рассчитанное на управление изменений электрического тока. Главное назначение устройства – изоляция между цепями напряжения.

ТТР – регулятор мощности напряжения, обеспечивает правильную функциональность электрических систем различного оборудования, контролирует и управляет включением и выключением приборов.

Принцип действия

Схема всех SSR практически одинаковая, даже если есть разница, она никак не влияет на принцип действия.

Схема SSR постоянного тока

Принцип действия механизма заключается в замыкании и размыкания контактов, которые передают напряжение. Выполняется это с помощью активатора, то есть твердотельного прибора.В зависимости от характера тока (переменного или постоянного) используется тип силового элемента (полупроводниковый прибор).  Для постоянного тока используются транзисторы, для переменного – симисторы и тиристоры. Транзистор пропускает постоянный ток. Симистор проводит ток в двух направлениях, а тиристор может проводить напряжение и в 1ом и в 2х направлениях.

Схема твердотельного реле переменного тока

Схема цепей

На вход поступает электрический сигнал, дальше он подаётся на оптический светодиод. Оптическая развязка обеспечивает изоляцию между входной, промежуточной и выходной цепью. В работу включается триггерная цепь. Она управляет переключением выхода ТТР. Переключающая цепь передает напряжение на нагрузку, которая представлена транзистором, тиристором или симистором. Защитная цепь нужна для надежной работы ТТР при различных нагрузках.

Для предотвращения сгорания контактов устройства, рекомендуется установка предохранителя.

Виды устройства

SSR различаются по следующим свойствам.

  1. Характер тока в сети
  • Однофазное реле способно коммутировать электрический ток от 10 до 120 А или от 100 до 500 А. Управление проводится через фазу с помощью аналогового сигнала (непрерывный по времени) и переменного резистора (элемент электрической цепи). Как правило, корпус однофазного SSR стандартный, модульный (завершенная конструкция).

Однофазное реле используется в бытовых приборах.

Рекомендация. Установка однофазного ТТР в электрическую систему обезопасит домашнюю технику от поломки.

  • Трехфазное релекоммутирует электричество на трёх фазах сразу. Диапазон напряжения 10 – 120 А. Отдельными характеристиками обладает реверсивное трехфазное ТТР. Выделяется надёжной коммутацией цепей. Сфера использования – непостоянная работа двигателя.

Чтобы не происходило перенапряжение, используется варистор (полупроводниковый резистор)или предохранитель. Трёхфазное SSR имеет долгий срок использования в сравнении с однофазным устройством.

  1. Способ управления
  • Коммутация постоянного тока. Применяется при постоянном напряжении от 3 до 32 вольт. Отличаются высокой надежностью работы. Поддержка температур от -30 до +70 соблюдается практически у всех моделей.
  • Коммутация переменного тока. SSR переменного тока характеризуется маленьким соотношением электромагнитных помех, бесшумностью, экономным энергопотреблением и оперативной работой. Диапазон напряжения от 90 до 250 вольт.
  • Реле, управляемое вручную. Оно позволяет управлять настройками.

Коммутация – процесс переключение  и отключение напряжения. Происходит моментально при замыкании и размыкании цепей.

  1. Тип коммуникации
  • Конструкция с фазовым регулятором мощности. Тип коммуникации – изменения на выходе нагрузки с управлением мощности, нагреванием (уровень освещения).
  • Прибор, контролируемый нулевым регулятором мощности. Область использования –коммутация ёмкостных (конденсатных) резистивных (лампы и нагреватели) слабо индуктивных приборов. SSR с нулем необходимы для коммутации индуктивных (трансформаторы, двигатели) и резистивных нагрузок при необходимости мгновенного действия.
  1. По конструкции
  • Устанавливаемые на одну рейку.
  • Монтируемые на планки переходного типа.

Сферы применения

Твердотельное реле 12в

SSR не заменит полностью электромагнитный аналог, но во многих областях превосходит его в применении.

Сфера применения достаточно обширная. Его устанавливают в том оборудования, где нужно надежное и длительное использование системы.

  • Для поддержания постоянной температуры в технологическом процессе.
  • Регулятор мощности тока.
  • При замене пyскателя реверсивного типа.
  • Электрический двигатель.
  • Датчик движения.
  • Датчик освещения.
  • Диммер (выключатель с регулировкой яркости лампы).
  • Производственные станки.
  • Регулятор температуры камеры.

Далеко не весь список использования.

Преимущества использования

Твердотельное реле применяется в различных электрических цепях- низковольтных, высоковольтных. От простейшего бытового прибора, которое имеется в каждом доме до крупного промышленного объекта.

  • Компактный размер даёт возможность использования в ограниченных пространством условиях, и перемещать его.
  • Более точный и стабильный регулятор температуры по сравнению с электромагнитным устройством.
  • Скорость быстрого включения в работу без потребности долгого запуска.
  • Экономия электроэнергии из-за использования полупроводников вместо электромагнитного разнесения.
  • Надёжность работы. Реле может выполнить более миллиарда срабатываний.
  • Долгий срок эксплуатации без необходимости прохождения постоянного технического обслуживания.
  • Отсутствие источников искр.
  • Включение в цепь без помех из-за герметичной конструкции.
  • Бесшумность работы.
  • Не происходит дребезжания благодаря быстрому старту.
  • Широкая сфера применения. ТТР используется для регулятора работы многих устройств.

Как выбрать полупроводниковое устройство?

Покупая твердотельное реле нужно обратить внимание на его основные характеристики:

  • Вид SSR.
  • Материал корпуса.
  • Тип включения – быстрый или постепенный.
  • Производитель.
  • Наличие крепежей.
  • Уровень потребления электроэнергии.
  • Размер ТТР.
  • Необходимо учесть коммутируемый регулятор напряжение.

Важно! Реле должно иметь большой запас мощности напряжения для его надежного и продолжительного использования. Иначе при скачке напряжения произойдёт поломка.

Выполняя работы по проведению электрической системы помещения и устанавливая оборудование, вне зависимости от его масштабов, важно чтобы всё работало надежно и исправно. Осуществлению этого способствует полупроводниковое устройство. При верном подборе типа SSR и правильной установке, оно будет долговечно.

Твердотельное реле (SSR) | LAZY SMART

Твердотельное реле (ТТР) — это устройство, предназначенное для коммутации силовой нагрузки. Функционально оно ничем не отличается от обычного электромагнитного реле, но имеет другое устройство, характеристики и принцип действия. Этими особенностями обусловлены сферы, в которых использование твердотельных реле предпочтительнее, чем электромагнитных. Обо всём об этом далее по тексту…

Устройство и принцип работы

Твердотельное реле, как уже было сказано, предназначено для включения/выключения внешней нагрузки. Для этого оно имеет выходной контакт, который замыкается при подаче управляющего напряжения.

Однако, в отличие от электромагнитного реле, где выходной контакт — это два реальных металлических проводника, выходные контакты твердотельного реле выполнены на основе полупроводниковых компонентов (транзисторов, тиристоров или симисторов), то есть его выход — это электронный ключ.

Поскольку электронный ключ не может иметь нормально закрытое состояние, выход твердотельного реле всегда нормально-открытый.

Твердотельное реле имеет гальваническую развязку, то есть управляющая и коммутируемая цепи не связаны между собой электрически. Управляющий сигнал передаётся на электронный ключ с помощью встроенного оптрона.

Особенности твердотельного реле
  1. Меньшие габариты по сравнению с «электромагнитным собратом»
  2. Бесшумное переключение и работа
  3. Высокая надёжность и долгий срок службы
  4. Высокая скорость переключения (сравнима со скоростью света)
  5. Отсутствие эффекта искрения и подгорания контактов
  6. Сравнительно высокая стоимость
  7. Более чувствительны к перегрузкам, поэтому должны выбираться с большим коэффициентом запаса (2-4 раза для обычных нагрузок и 6-11 раз для устройств с большими пусковыми токами).

Характеристики твердотельного реле
  1. Тип управляющего напряжения. Это может быть постоянный или переменный ток. Так же стоить обратить внимание на диапазон управляющих напряжений. Например, для постоянного тока это может быть 3-32 В, а для переменного 80 -250 В.
  2. Тип коммутируемого напряжения. Аналогично управляющему напряжению может быть постоянным и переменным. Минимальные и максимальные значения коммутируемого напряжения также указываются в паспорте устройства.
  3. Максимальный ток нагрузки  —  выбирается сообразно с мощностью предполагаемой нагрузки.
  4. Количество фаз коммутируемого переменного напряжения — одно- или трёхфазные.

Области применения твердотельных реле

Исходя из принципа работы и особенностей твердотельных реле, можно сказать, что они применяются в тех случаях, когда требуется большое количество включений/выключений нагрузки за короткое время (высокая частота переключений). В таких системах обычные реле быстро вырабатывают свой ресурс и выходят из строя.

Твердотельные реле часто применяют для включения индуктивной нагрузки (например ТЭНы).

Кроме того, малые габариты и бесшумная работа, тоже могут стать причиной установки твердотельных реле.

Однако, не стоит забывать, что такие реле дороже, поэтому если можно обойтись обычным  электромагнитным реле, лучше так и сделать

Твердотельное реле постоянного тока

Используется для коммутации цепей постоянного тока. Как правило выдерживают достаточно широкий диапазон коммутируемого напряжения (порядка 5 — 230 В). В качестве электронного ключа используется транзистор.

Схема подключения:

Твердотельное реле переменного тока

Предназначены для коммутации цепей переменного тока. В качестве электронного ключа используется симистор или тиристор. Бывают однофазные и трёхфазные версии таких реле.

Реле твердотельное однофазное

Предназначено для коммутации однофазной нагрузки. Схема подключения похожа на схему в случае реле постоянного тока.

Реле твердотельное трёхфазное

Используются для коммутации трёхфазной нагрузки (например электродвигателей).

На входные контакты реле «приходят» три фазы питания, а при подаче управляющего сигнала эти фазы «появляются» на соответствующих выходных клеммах, к которым подключена нагрузка. На следующей схеме через трёхфазное реле запитаны три ТЭНа, соединённых звездой:

Для управления электродвигателями применяют специальные трёхфазные реле с реверсом.

Такое реле имеет три управляющих контакта. Один из них — общий, а два других в паре с ним образуют два управляющих входа. При подаче напряжения на первый, фазы коммутируются для прямого вращения электродвигателя, а при подаче «управляющей фазы» на другой вход — для обратного вращения.


схема, как работает, характеристики, способы подключения

Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике. Эти устройства могут иметь разные конструкции и схемы подключения, рассчитанные на применение в определенной группе приборов. В отличие от электромеханических аналогов электронные коммутаторы не имеют трущихся частей, а их основными узлами являются: симисторы, тиристоры, транзисторы.

Структура

Твердотельное реле включает в себя твердотельную электронику с высокомощностной цепью и специальный датчик, реагирующий на управляющий сигнал (вход). Такое оборудование может быть задействовано в сетях переменного и постоянного тока.

В схему твердотельного реле входят:

  • Вход – первичная цепь, основные функции которой – прием и передача сигнала устройству, коммутирующему нагрузку.
  • Триггерная цепь – может быть отдельным элементом или входить в устройство оптической развязки твердотельного реле.
  • Оптическая развязка – изолирует входную и выходную цепи переменного тока. Конструкция опторазвязки определяет тип электронного коммутатора и принцип его действия.
  • Переключающая цепь – служит для передачи напряжения на нагрузку.
  • Цепь защиты – может быть внутренней или наружной, предотвращает появление нештатных режимов и ошибок.

Принцип работы твердотельных реле

Основная задача, решаемая применением твердотельных реле, – руководство автоматикой в сетях с напряжением 12-480 В, коммутация приборов с индуктивной нагрузкой. Рядовое исполнение коммутатора подразумевает наличие двух контактов обслуживаемой сети и двух управляющих проводов. При увеличении количества фаз число контактов и управляющих проводов увеличивается.

Замыкание и размыкание контактов, при которых подается или прекращается подача напряжения на нагрузку, осуществляются при участии активатора твердотельного реле. Его функции выполняют:

  • в устройствах на переменном токе – полупроводники тиристоры или симисторы;
  • в потребителях постоянного тока – транзисторы.

Если в электромеханическом реле при отключении контакты находятся в полностью разомкнутом состоянии, то в твердотельном коммутаторе отсутствие тока в цепи обеспечивают полупроводниковые приборы. При высоких напряжениях они могут давать токи «утечки», снижающие эффективность работы потребителей.

Имея чуть большее сопротивление в замкнутом состоянии, ТТР менее приспособлены к превышению допустимых напряжений и токов (кратковременные перегрузки), в отличие от их электромеханических аналогов. Главное отличие твердотельных реле от электромагнитных устройств заключается в отсутствии подвижной контактной группы и катушки управления, а также повышенное быстродействие.

Характеристики твердотельных реле

Основные преимущества ТТР:

  • высокое быстродействие;
  • включение цепи без электромагнитных помех;
  • допускается эксплуатация во взрывоопасных условиях;
  • бесшумность контактов;
  • гарантированность срабатываний.

Другие преимущества этих полупроводниковых устройств, обеспечивающие популярность их применения в современной электронике и автоматике:

  • малое энергопотребление – на 90% меньше, по сравнению с электромагнитными реле;
  • компактные габариты, обеспечивающие удобную транспортировку и монтаж;
  • конструкция, устойчивая к механическим воздействиям;
  • длительный рабочий период, отсутствие потребности в проведении периодического техобслуживания;
  • обеспечение надежной изоляции между входными и коммутационными цепями;
  • совместимость с большинством компонентов логических интегральных схем без использования усилителей сигнала, буферов, драйверов.

Недостатки ТТР:

  • необходимость использования радиаторов охлаждения и дорогостоящих предохранителей,
  • вероятность появления оттоков «утечки» в отключенном состоянии
  • высокая цена (обусловлена надежной защитой от перегрузок).

Основные области применения

Твердотельные реле эффективны при необходимости коммутации индуктивной нагрузки. Они применяются:

  • в системах, регулирующих температуру при помощи ТЭНа;
  • для обеспечения постоянного термического режима техпроцесса;
  • для коммутирования управляющих цепей;
  • в цепях изменения скорости вращения электродвигателя;
  • для контроля нагрева, обеспечения нормальных рабочих режимов трансформаторов и других приборов;
  • в осветительных цепях для регулирования уровня освещения – на концертах, дискотеках, шоу.

Эти полупроводниковые устройства могут использоваться как в бытовых приборах, так и в промавтоматике, для функционирования которой требуется трехфазное напряжение.

Разновидности твердотельных реле

Эти полупроводниковые устройства разделяются по типу нагрузки на одно- и трехфазные. Однофазные твердотельные реле работают с токами 10-120 А, 100-500 А, фазовое управление осуществляется аналоговыми сигналами. С помощью трехфазных твердотельных реле управляют током сразу на трех фазах. Рабочий интервал тока – 10-120 А. Разновидностью трехфазных моделей являются коммутаторы реверсивного типа. Их отличия: бесконтактная коммутация и особая маркировка. Эти устройства эффективно соединяют и разъединяют каждую цепь по отдельности. Защитные компоненты предотвращают ложные срабатывания. Трехфазные устройства имеют более длительный эксплуатационный период, по сравнению с однофазными.

По характеру контролируемого и коммутируемого напряжения различают твердотельные реле:

  • Постоянного тока. Надежны, изготавливаются со световой индикацией, имеют широкий диапазон рабочих температур: от -30°C до +70°C.
  • Переменного тока. Для таких полупроводниковых устройств характерны: бесшумность работы, малый уровень электромагнитных помех, высокое быстродействие, энергосберегающие характеристики.
  • С ручным руководством. В этих моделях режим работы можно настраивать самостоятельно.

Классификация твердотельных реле по способу коммутации:

  • устройства для обеспечения мгновенного срабатывания;
  • модели для коммутации слабоиндуктивных, редуктивных, емкостных нагрузок;
  • с наличием управления по фазам – используются для осветительных приборов и нагревательных элементов.

Разновидности по конструкции:

  • разработанные для монтажа на DIN-рейки;
  • универсальные, монтируются на переходные линейки.

Какие параметры важны при выборе твердотельных реле?

Эти полупроводниковые устройства приобретают в соответствии с запланированной областью применения. При покупке учитывают:

  • мощность – запас мощности должен превышать величину, необходимую для обслуживания определенного оборудования, в несколько раз, если модель используется для запуска асинхронного двигателя, то запас должен составлять 6-10 раз;
  • материал изготовления корпуса, его соответствие условиям, в которых будет эксплуатироваться устройство;
  • габариты корпуса;
  • тип крепежных элементов;
  • моментальное или постепенное быстродействие;
  • наличие дополнительных эксплуатационных возможностей;
  • энергопотребление;
  • бренд.

Виды предохранителей для твердотельных реле

Для сохранения работоспособности этих устройств их используют в комплексе с различными типами предохранителей, различающихся между собой по эксплуатационным характеристикам. Эти устройства стоят достаточно дорого, их цена сопоставима со стоимостью самого реле. Однако такие затраты оправдываются надежностью работы приборов.

  • g R – быстро реагируют, работают в широком диапазоне мощностей.
  • g S – пригодны для полного интервала токов.
  • a R – эффективны для защиты от коротких замыканий.

Меньшим защитным диапазоном обладают предохранители классов B, С, D, но и стоят они гораздо дешевле, по сравнению с перечисленными выше аналогами.

Особенности подключения твердотельного реле

Включить прибор в общую цепь можно самостоятельно. Монтаж облегчает отсутствие пайки. Прибор подсоединяют винтовыми крепежными элементами.

При проведении монтажных работ необходимо:

  • избегать попадания металлических предметов, загрязнений, пыли;
  • не прилагать механические воздействия на корпус;
  • размещать устройство вдали от легковоспламеняющихся предметов;
  • перед пуском устройства в работу проверить правильность подключений.
  • Внимание! Во время эксплуатации нельзя прикасаться к корпусу устройства во избежание ожогов. При нагреве модели во время работы до температуры, превышающей +60°C, рекомендуется устанавливать ее на радиатор охлаждения. В основном высокий нагрев происходит при частых включениях электронного коммутатора.

    Возможные схемы подключения твердотельных реле

    Существует множество вариантов подключения твердотельного реле, конкретный способ выбирается, в зависимости от характеристик подключаемой нагрузки. Наиболее простые и распространенные схемы:

  • Нормально открытая. Нагрузка находится под напряжением в присутствии сигнала управления.
  • Нормально закрытая. Нагрузка находится под напряжением при отсутствии управляющего сигнала.
  • Схемы подключения контактов трехфазных твердотельных реле – «звезда» без нейтрали и с нейтралью, «треугольник».
  • Примеры обозначения твердотельных реле на схеме

    Видеообзор


    Была ли статья полезна?

    Да

    Нет

    Оцените статью

    Что вам не понравилось?


    Анатолий Мельник

    Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.


    Твердотельное реле-полный обзор всех параметров

    Твердотельные реле относятся к модульным полупроводниковым устройствам, в конструкции которых предусмотрены силовые ключи на структурах, содержащих симисторы, тиристоры или транзисторы.

    Используются в качестве успешной альтернативы традиционным электромагнитным реле или контакторам. Устройства распространены в сфере коммутации однофазных и 3-фазных линий. Они применяются для бесконтактной коммутации отопительных устройств, освещения и прочего оборудования с резистивной нагрузкой с напряжением от 24 до 380 В для переменного тока для управления трансформаторами. Используются для индуктивной нагрузки, например, слаботочные двигатели или электромагниты.

     

    Рис. №1. Внешний вид твердотельного реле и габаритные размеры.

    Твердотельные реле подразделяются по типу управления, это реле переменного или постоянного тока с использованием переменного резистора и с помощью аналогового сигнала тока 4 – 20 мА. Реле для управления уровня напряжения включают или отключают нагрузку с помощью подачи или снятия с нагрузки полного сигнала.

    Достоинства
    • Продолжительный период эксплуатации.
    • Отсутствие постороннего шума, неустойчивых контактных соединений, искрений и электродуги при переключении.
    • Надежное сопротивление изоляции в цепях нагрузки и цепях управления коммутационными аппаратами.
    • Отсутствие акустических помех.
    • Высокая степень энергосбережения.
    • Быстродействие (высокая скорость коммутации).
    • Небольшие габаритные размеры.
    • Отсутствие профилактики и технического обслуживания.

    Высокие качественные электротехнические показатели делают возможным переход с  электромагнитных реле и контакторов на твердотельные реле.

     

    Рис. №2. Пример твердотельного реле с использованием SCR управления.

    Недостатки и меры по защите релейного устройства

    Существует несколько локальных факторов, при которых возможен выход устройства из строя – это:

    1. Перенапряжение.
    2. Токовая перегрузка и короткое замыкание.
    3. Перегрев из-за плохого теплоотвода (максимальная температура нагрева основания устройства не должна превышать 800С).

    Рекомендуется при использовании реле в управлении электродвигателями включать в цепь управления варисторы.

    Для нагрузки более 5 А на основание реле наносится специальная теплопроводящая паста. При I = 25А применяют вентилятор. Некоторые модели оборудованы защитой от перегрева, она отключает реле при превышении температуры тиристора – 1200С. Для защиты реле от перегруза по нагрузке используются предохранители на полупроводниках (срабатывают чрезвычайно быстро (2 мс) не позволяют развиться току к.з.).

    Принцип работы твердотельного реле

     

    Рис. №3. Схема работы с использованием твердотельного реле. В положении выключено, когда на входе наблюдается 0 В, твердотельное реле не дает пройти току через нагрузку. В положение включено, на входе есть напряжение, ток идет через нагрузку.

    Основные элементы регулируемой входной цепи переменного напряжения.

    1. Регулятор тока служит для поддержки неизменного значения тока.
    2. Двухполупериодный мост и конденсаторы на входе в устройство служат для преобразования сигнала переменного тока в постоянный.
    3. Встроенный оптрон оптической развязки, на него подается питающее напряжение и через него протекает входной ток.
    4. Тригерная цепь служит для управления эмиссией света встроенного оптрона, в случае прекращения подачи входного сигнала ток прекратит свое протекание через выход.
    5. Резисторы, расположенные в схеме последовательно.

    В твердотельных реле используется два распространенных типа оптических развязок – семистор и транзистор.

    Симистор обладает следующими преимуществами: включение в состав развязки тригерной цепи и ее защищенность от помех. К недостаткам следует отнести дороговизну и необходимость больших величин тока на входе в устройство, необходимого для переключения выхода.

     

    Рис. №4.  Схема реле с семистором.

    Тиристор  — не нуждается в наличии большого значения тока для переключения выхода. Недостаток – нахождение триггерной цепи вне развязки, а значит большее число элементов и слабая защита от помех.

     

    Рис. №5. Схема реле с тиристором.

     

    Рис. №6. Внешний вид и расположение элементов в конструкции твердотельного реле с транзисторным управлением.

    Принцип работы твердотельного реле типа SCR полупериодного управления

    При прохождении тока через реле исключительно в одном направлении величина мощности снижается почти на 50%. Для предотвращения этого явления используют  два параллельно подключенных  SCR, расположенные на выходе (катод соединяется анодом другого).

     

    Рис. №7. Схема принципа работы полупериодного управления SCR

     

    Типы коммутирования твердотельных реле
    1. Управление коммутационными действиями при переходе тока через ноль.

     

     

    Рис. №8. Коммутация реле при переходе тока через ноль.

    Преимущество способа – отсутствие помех при включении.

    Недостатки – прерывание выходного сигнала, отсутствие возможности применения с нагрузками, обладающими высокой индуктивностью.

    Используется для резистивной нагрузки в системах управления и контролирования нагревательных устройств. Использование в слабоиндуктивных и емкостных нагрузках.

     

    1. Фазовое управление твердотельным реле

     


    Рис. №9. Схема фазного управления.

    Преимущество: непрерывность и плавная регулировка, возможность изменять значение выходного напряжения.

    Недостатки: присутствуют помехи при производстве переключений.Область использования: управление систем нагрева, индуктивные нагрузки (трансформаторы), инфракрасные выключатели (резистивная нагрузка).   

     

    Основные показатели для выбора твердотельных реле
    • Ток: нагрузки, пусковой, номинальный.
    • Тип нагрузки: индуктивность, емкость или резистивная нагрузка.
    • Тип напряжения цепи: переменное или постоянное.
    • Тип сигнала управления.

     

    Рекомендации по подбору реле и эксплуатационные нюансы

    Токовая нагрузка и ее характер служат главным фактором, определяющим выбор. Реле выбирается с запасом по току, в который входит учет пускового тока (он должен выдержать 10-кратное превышение тока и перегруз на 10 мс). При работе с обогревателем номинальный ток превышает номинальный ток нагрузки не менее чем на 40%. При работе с электродвигателем запас по току рекомендован быть больше номинала не менее чем в 10 раз.

    Ориентировочные примеры выбора реле при превышении тока
    1. Нагрузка активной мощности, например, ТЭН – запас 30-40%.
    2. Электродвигатель асинхронного типа, 10 кратный запас по току.
    3. Освещение с лампами накаливания – 12 кратный запас.
    4. Электромагнитные реле, катушки – от 4 до 10 кратного запаса.

     

     

    Рис. №10. Примеры выбора реле при активной нагрузке по току.

    Такой электронный компонент электрических цепей как твердотельное реле становиться обязательным интерфейсом в современных схемах и обеспечивает надежную электрическую изоляцию между всеми задействованными электроцепями.

    Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

     

    Похожее

    Что такое твёрдотельное реле?

    Устройство и параметры твёрдотельных реле

    Радиоэлектроника развивается стремительными темпами и то, что совсем недавно использовалось повсеместно, в настоящее время кажется пережитком далёкой старины. Электромеханическое реле ещё активно используется, но на смену ему идёт принципиально новый электронный прибор – твёрдотельное реле.

    В англоязычной технической литературе твердотельное реле (ТТР), имеет сокращённое обозначение SSR (Solid State Relays).

    Твёрдотельное реле служит для управления силовыми цепями с помощью низковольтной цепи управления. В качестве коммутатора силовой цепи используются мощные ключи на полупроводниковых структурах, выполненных по типу: транзистора, тиристора или симистора.

    По сути, твёрдотельное реле является аналогом всем знакомого электромеханического, но выполненного по полупроводниковой технологии.

    Такие реле, в зависимости от типа, могут работать как в цепях переменного, так и постоянного тока.

    Принцип работы твёрдотельного реле.

    Работает твердотельное реле следующим образом: управляющий сигнал подаётся на светодиод. Оптическое излучение вызывает на фотоприёмнике (фотодиоде) появление ЭДС. Это напряжение подаётся на управляющую схему, которая вырабатывает сигнал для управления выходным ключом.

    Таким образом, вся работа твёрдотельного реле осуществляется в нескольких ступенях разделённых между собой:

    • Входная цепь (излучающий диод).

    • Оптическая развязка.

    • Фотодиод с триггером управления (схема управления).

    • Цепь коммутации (симистор).

    • Цепь защиты выходного ключа (варистор и т.п.).

    В зависимости от назначения и параметров твёрдотельного реле оно может иметь различное устройство. Как уже говорилось, в качестве силового ключевого элемента, который коммутирует ток нагрузки, может быть использован симистор, МДП-транзистор, тиристор, диод, биполярный транзистор или IGBT-транзистор. Благодаря этому в продаже можно найти твёрдотельное реле под любую задачу.

    Основных параметров у твёрдотельного реле немного:

    • Коммутируемое напряжение Uмакс;

    • Коммутируемый ток Iмакс;

    • Управляющий сигнал;

    • Скорость переключения.

    Качественные отличия твёрдотельных реле от электромеханических.

    Почему твёрдотельные полупроводниковые реле всё активней занимают место "классических" электромеханических? Как известно, у электромеханических реле недостатков много: большое время срабатывания, подгорание контактов (как следствие, низкая надёжность), дребезг контактов, искрение (вызывает помехи в работе аппаратуры).

    По сравнению с электромагнитными реле, твёрдотельные обладают рядом несомненных преимуществ:

    • Допускается не менее миллиарда переключений, что в тысячу раз превышает этот показатель у обычных электромеханических.

    • Совместимость с уровнями логических микросхем. То есть SSR можно управлять прямо с выхода микросхем.

    • Отсутствие контактов а, следовательно, и дребезга.

    • Бесшумная работа, вибростойкость, высокое быстродействие.

    • Очень малое энергопотребление.

    Следует отметить, что твёрдотельные реле очень чувствительны к превышению, как напряжения, так и тока. Поэтому, выбирая твердотельное реле необходимо всегда учитывать запас минимум в 20 %. Есть ещё два очень важных момента, на которые необходимо обращать внимание. Эти устройства очень боятся перегрева, а при работе полупроводниковая структура сильно нагревается, поэтому наличие радиатора необходимо. Очень часто коммутируемую цепь шунтируют варистором для защиты от импульсных выбросов.

    Маломощные твёрдотельные реле.

    Существует целая серия твердотельных реле рассчитанных на работу с небольшими токами и напряжениями. Их принято называть телекоммуникационными реле или MER (MicroElectronic Relay). Как правило, они рассчитаны на коммутацию нагрузки небольшой мощности.

    Маломощные полупроводниковые реле имеют очень небольшие размеры и прекрасно зарекомендовали себя, работая в многофункциональных телефонных аппаратах, контрольно-измерительной аппаратуре, модемах, приёмно-контрольных приборах систем охранной и пожарной сигнализации.

    Поскольку они работают в слаботочных системах, их внутренняя схемотехника заметно упрощена с целью снижения себестоимости. Особенно удобно их использование в системах оповещения о пожаре или несанкционированном проникновении. В этих системах требуется очень высокий уровень надёжности, который далеко не всегда могут обеспечить электромагнитные реле. Рассмотрим устройство слаботочного реле CPC1035.

    Как видно из рисунка, такое реле представляет собой комбинированное устройство. В его составе есть высокоэффективный излучающий AsGaAl-инфракрасный диод. Он является управляющей цепью (Control). Нагрузку (Load) коммутирует сдвоенный MOSFET транзистор. Благодаря сдвоенному MOSFET транзистору реле допускает коммутацию переменного тока. Как только на инфракрасный диод подаётся напряжение, он начинает излучать. Излучение принимается фотодиодной матрицей, в которой создаётся фото-ЭДС. Далее, полученное от фотоматрицы напряжение (фото-ЭДС), подаётся на управляющую схему. Та в свою очередь управляет ключом из полевых транзисторов. Цепь нагрузки начинает пропускать ток. Как видим, в основе любого твёрдотельного реле лежит полупроводниковая технология.

    Основные параметры CPC1035:

    • Коммутируемое переменное напряжение (Blocking Voltage) - 0...350 В;

    • Максимальный ток нагрузки (Load Current) - 100 мА;

    • Максимальное сопротивление ключа во включенном состоянии (Max On-resistance) - 35 Ом;

    • Величина управляющего тока - 2...50 мА (Ток управления - постоянный).

    Такие маломощные и миниатюрные реле активно используются в охранных датчиках. Вот, например, реле COSMO типа CPC1008 на плате датчика движения "Фотон-Ш". Оно подключается в охранный шлейф приёмно-контрольного прибора (например, ППКОП "Гранит") или к линии, которая подключена к пульту центрального наблюдения (ПЦН).

    Твёрдотельные реле серии CPC10xx также есть в составе охранного датчика "Астра-621". Это многофункциональный датчик. Он контролирует движение в охраняемой зоне за счёт пироэлектрического датчика и осуществляет контроль разбития окон за счёт чувствительного микрофона. На печатной плате прибора расположено два полупроводниковых реле типа CPC1016N. Одно срабатывает при детектировании движения в охранной зоне, а другое срабатывает при разбитии окон.

    Если приглядеться, то можно увидеть, что на печатной плате твёрдотельное реле обозначается как DA4 и DA5. Как известно, сокращением DA обычно указывают на схемах аналоговые микросхемы. Поэтому стоит понимать, что твёрдотельное реле это не отдельный электронный компонент, а по своей сути специализированная микросхема, наподобие ИК-приёмника.

     

    Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

    Также Вам будет интересно узнать:

     

    Подключение твердотельного реле - принцип работы и назначение

    Для обеспечения бесконтактной коммуникации самых разнообразных устройств без использования электромагнитов пользуются твердотельными реле тока. В этой статье мы расскажем об особенностях таких приборов, принципе их работы, а также рассмотрим схему подключения.

    Твердотельное реле - принцип работы

    Твердотельные реле тока - это приборы, которые обеспечивают контакт между низковольтными и высоковольтными электрическими цепями.
    При детальном рассмотрении структуры этого устройства, можно заметить, что большая часть моделей очень похожи между собой. Конечно, имеются определенные отличия, однако они совершенно не влияют на принцип их работы.
    В конструкции твердотельного реле присутствует:

    • вход
    • оптическая развязка
    • триггерная цепь
    • цепь переключателя
    • цепь защиты.

    Фактически вход – это первичная цепь, характеризующаяся присутствием резистора на постоянном изоляторе, в условиях последовательного подключения. Главная задача цепи входа заключается в принятии сигнала и передаче команды прибору твердотельного реле, коммутирующего нагрузку.
    Изоляцией входной и выходной сети с переменным током является прибор оптической развязки. От вида данного компонента зависит и тип реле, и принцип его функционирования.
    Чтобы осуществить обработку входного сигнала и переключить выход необходимо наличие в конструкции триггерной цепи. Эта цепь является отдельным элементом, а в ряде моделей она находится в составе оптической развязки.
    Для подачи силы напряжения на нагрузку применяют цепь переключающего типа, включающая транзистор, кремниевый диод, а также симистор.
    В качестве защиты твердотельного реле от сбоев при функционировании или возникновении ошибок, применяют отдельную защитную цепь. Данный прибор бывает двух типов: внутреннего и внешнего.
    Принцип работы твердотельного реле заключается в замыкании или размыкании контактов, передающих напряжение прямо на реле. Для приведения контактов в действие требуется наличие активатора. Активатором в схеме твердотельного реле выступает полупроводник или твердотельный прибор. В устройствах, функционирующих в условиях переменного тока, активатором является тиристор или симистор, а в условиях постоянного тока - транзистор.
    Устройство, в котором присутствует ключевой транзистор, является твердотельным реле. К примеру, это может быть датчик движения или света, передающий напряжение при помощи транзистора.
    Между напряжением в катушке и в силовых контактах формируется гальваническая развязка, исчезающая в результате присутствия оптической цепи.

    Плюсы использования реле

    Твердотельными реле довольно часто заменяют стандартные контактеры вследствие большого числа достоинств перед ними. Перечислим главные плюсы:

    • потребляет мало энергии. В результате отсутствия электромагнитного разнесения, электромагнитному полю необходимо большое количество электроэнергии, а поскольку в твердотельном реле применяется полупроводник, количество электроэнергии для его работы меньше на 90%
    • небольшие размеры. Благодаря компактным размерам реле без проблем транспортируется и устанавливается
    • этот прибор отличается высоким коэффициентом быстродействия, ему не нужно ожидание для запуска
    • низкий уровень шумопроизводительности, чем твердотельное реле выгодно отличается от контактеров
    • твердотельное реле характеризуется довольно длительным пеиродом эксплуатации и не нуждается в дополнительном техническом обслуживании
    • широко применяются в разных сферах жизнедеятельности, поскольку их можно использовать в разных приборах и механизмах
    • благодаря наличию твердотельного реле включение цепи не сопровождается помехами электромагнитного характера
    • повышенный уровень быстродействия предотвращается дребезжание контактов в процессе работы устройства
    • число срабатываний превышает миллиард
    • уровень производительности прибора повышается за счет присутствия надежной изоляции между цепями входа и коммутации
    • реле имеет компактную герметичную конструкцию и стойкую вибрацию перед ударами.

    Область использования

    Твердотельные реле тока достаточно широко применяются в различных сферах жизнедеятельности. Они применяются при необходимости коммутировать индуктивную нагрузку. К основным сферам применения таких реле можно отнести:

    • систему, в которой осуществляется регулировка температуры с помощью тэна
    • для поддержки постоянной температуры в технологическом процессе
    • для коммутирования цепи управления
    • в процессе смены пускателей бесконтактного реверсного типа
    • управление электродвигателями
    • контроль за нагревом, трансформаторами и другими техническими приборами
    • регулировка освещения.

    Виды твердотельных реле

    Существует несколько видов твердотельных реле, отличающихся особенностями контролирующего и коммутируемого напряжения:

    • реле постоянного тока – применяется в условиях действия постоянного электричества в диапазоне от 3 до 32-х Вт. Такие реле отличаются высокими удельными показателями, светодиодной индикацией, а также высоким уровнем надежности. Большая часть моделей обладают широким спектром рабочих температур от -30 до +70 градусов
    • реле переменного тока имеет низкий уровень электромагнитных помех, и не создает шума в процессе работы. Такие реле потребляют мало электроэнергии и работают с высокой скоростью. Рабочий интервал – от 90 до 250 Вт
    • реле с ручным управлением дают возможность настраивать тип работы.

    Согласно типу нагрузки существуют такие виды:

    • однофазное твердотельное реле
    • трехфазное твердотельное реле.

    Наличие однофазного реле дает возможность коммутировать электричество в диапазоне от 10 до 120 А, или в диапазоне от 100 до 500 А. Фазовое управление происходит с помощью аналогового сигнала и переменного резистора.
    Трехфазные реле используют для коммутации тока одновременно на трех фазах. Они работают в интервале от 10 до 120 А. Среди трехфазных реле стоит выделить механизмы реверсивного типа, отличающиеся маркировкой и бесконтактной коммутацией. Их функция заключается в надежной коммутации каждой цепи по отдельности. Особые устройства могут надежно защищать реле от ложных включений.
    Их применяют в процессе запуска и работы асинхронного силового агрегата, который производит их реверс. Во время выбора этого прибора нужно соблюдать большой запас мощности тока, который безопасно и эффективно использует устройство.
    Во избежание формирования перенапряжений во время использования реле, нужно обязательно купить варистор или предохранитель быстрого действия.
    Трехфазные реле имеют более длительный период эксплуатации, чем однофазные. Коммутация осуществляется в результате перехода тока через ноль и светодиодную индикацию.
    По методу коммутации существуют:

    • механизмы, которые выполняют нагрузки емкостного типа, редуктивного типа, слабой индукции
    • реле со случайным или моментальным срабатыванием. Они необходимы лишь тогда, когда нужно мгновенное срабатывание
    • реле с наличием фазового управления дает возможность настраивать нагревательные элементы, лампы накаливания.

    Как выбрать твердотельное реле

    Для покупки твердотельного реле вам нужно отправиться в специализированный магазин электроники, где опытные консультанты помогут выбрать устройство, согласно вашим требованиям.
    Стоимость твердотельного реле определяется следующими параметрами:

    • вид устройства
    • присутствуют или нет крепежные элементы
    • из какого материала создан корпус
    • тип включения – мгновенный или постепенный
    • есть ли дополнительные функции
    • страна производитель
    • показатель мощности
    • количество потребляемой электроэнергии
    • размеры устройства. 

    Также помните, что такие приборы работают исключительно с запасом мощности, который должен быть больше мощности устройства в несколько раз. Если не соблюдать данное правило, то даже при незначительном повышении мощности, прибор моментально сломается.
    Существует несколько разновидностей предохранителей, которые вы можете использовать:

    • g R – применяются в обширном диапазоне мощностей, характеризуются быстрым действием
    • g S – можно применять во всем диапазоне тока. Такие предохранители способны защитить элементы полупроводников от повышенных нагрузок электросети
    • a R – выступают защитниками элементов полупроводникового типа от возникновения коротких замыканий.

    Стоимость предохранителей практически равна стоимости самого реле, однако они гарантируют надежную защиту устройства от поломки.
    На прилавках магазина вы можете встретить и предохранители классов В, С и D. Но они обладают меньшим спектром защиты и более низкой ценой.
    В процессе использования твердотельного реле, нужно учитывать, что такое устройство довольно быстро греется. Когда корпус устройства сильно нагревается, то оно уже не может коммутировать ток в обычном режиме, и количество тока сильно падает. Когда температура нагрева составляет 65 градусов, то прибор сгорает.
    По этой причине в обязательном порядке нужен монтаж охлаждающего радиатора.

    Как подключить твердотельное реле?

    Теперь рассмотрим, как подключить твердотельное реле своими руками. Подключение твердотельного реле вы должны выполнять, придерживаясь следующих правил:

    • для формирования соединений вам не потребуется ничего паять. Все соединения осуществляются винтовым способом
    • во избежание повреждения прибора, не допускайте проникновения в него пыли или металлических предметов
    • нельзя прилагать недопустимые внешние действия к корпусу прибора 
    • не стоит размещать твердотельное реле рядом с легко воспламеняющимися предметами
    • нельзя прикасаться к прибору, во время его работы. Вы можете получить ожог
    • прежде чем включать реле, убедитесь в правильной коммутации соединений
    • во избежание повреждения прибора не допускайте формирования короткого замыкания на выходе.
    Основы и принцип работы твердотельного реле

    Основы твердотельного реле
    Что такое твердотельное реле (SSR)? Твердотельное реле - это бесконтактный переключатель, полностью состоящий из твердотельного электрического элемента, который может управлять сильноточной нагрузкой с помощью небольшого управляющего сигнала. Он может включать и выключать без контакта и искры благодаря характеристикам переключения электрического элемента (т.е. полупроводниковых компонентов, таких как переключающий транзистор, симистор и т. Д.).Твердотельное реле имеет следующие преимущества перед электромагнитными реле: высокая надежность, отсутствие контакта, отсутствие искры, длительный срок службы, быстрая скорость переключения, сильная противоинтерференционная способность и небольшой размер. Он широко используется в различных приложениях, таких как станки с ЧПУ, системы дистанционного управления и устройства промышленной автоматизации, химическая промышленность, медицинское оборудование, системы безопасности и т. Д.

    Характеристики полупроводникового реле

    1. SSR не имеют внутренних механических элементов и полностью герметичную перфузию в структуре.Таким образом, твердотельные реле обладают такими преимуществами, как виброустойчивость, коррозионная стойкость, длительный срок службы и высокая надежность.
    2. Низкий уровень шума. В ТТР переменного тока используется технология запуска по переходу через ноль, что эффективно снижает скорость нарастания напряжения dv / dt и скорость нарастания тока di / dt в линии, делая SSR минимальным вмешательством в источник питания при длительной работе.
    3. Время переключения короткое, поэтому SSR можно использовать в высокочастотных приложениях.
    4. Оптоэлектронная изоляция используется между входными и выходными цепями, а напряжение изоляции превышает 2500 В.
    5. Низкое энергопотребление, совместимость со схемами TTL и COMS.
    6. Схема защиты установлена ​​на выходных клеммах.
    7. Высокая грузоподъемность.

    Принцип работы твердотельного реле
    Как работает твердотельное реле? Твердотельные реле можно разделить на SSR переменного тока и SSR постоянного тока в зависимости от применения. Теперь возьмем твердотельное реле переменного тока в качестве примера, чтобы объяснить принцип работы SSR. Как показано на Рисунке 1, это принципиальная схема работы ТТР переменного тока, а части ① ~ ④ образуют его основной корпус.В целом, SSR имеет только 2 входных терминала (A и B) и 2 выходных терминала (C и D). Это четырехконтактное активное устройство.

    При работе подайте только определенный управляющий сигнал на A&B, чтобы можно было управлять состоянием включения-выключения между C и D, а затем выполнить функцию переключения. Схема связи играет роль в обеспечении канала между входными и выходными клеммами для входного сигнала управления от A и B, но разрывает электрическое соединение между входом и выходом, чтобы выход не влиял на вход. Компоненты, используемые в цепях связи, представляют собой «оптические соединители», которые обладают хорошей чувствительностью к действию, высокой скоростью отклика, высоким уровнем изоляции входа / выхода (выдерживаемым напряжением). Нагрузка на входной клемме представляет собой светодиод, что позволяет очень легко согласовать вход SSR с уровнем входного сигнала. При использовании он может быть напрямую связан с выходным интерфейсом компьютера, то есть управляется логическим уровнем «1» и «0». Функция триггерной схемы заключается в генерации требуемого триггерного сигнала для запуска работы схемы переключения.Однако без специальной схемы управления переключающая схема будет создавать RFI (радиочастотные помехи) и загрязнять электросеть в виде высоких гармоник или пиков, поэтому для этой цели настроена схема управления переходом через нуль. Означает переход через ноль, SSR находится во включенном состоянии при подаче управляющего сигнала и перехода напряжения переменного тока через ноль; после выключения управляющего сигнала SSR не находится в выключенном состоянии до тех пор, пока переменный ток не будет на стыке положительного полупериода и отрицательного полупериода (нулевой потенциал). Такая конструкция предотвращает влияние высших гармоник и загрязнение электросети.Схема демпфера предназначена для предотвращения воздействия и помех для коммутирующего компонента симистора от скачков и скачков (напряжения) от источника питания. Обычно используется демпферная цепь RC или нелинейное сопротивление (MOV). По сравнению с AC SSR, DC SSR не имеет внутри цепи управления переходом через ноль и демпфирующей цепи, а в качестве переключающего компонента обычно используется транзистор большой мощности. Кроме того, остальные принципы работы такие же.

    Хотите купить твердотельное реле? ATO.com предлагает однофазные твердотельные реле с током нагрузки от 10 А, 25 А до 120 А и трехфазные твердотельные реле, включая 10 А, 40 А..., 80А, 100А и др.

    % PDF-1.6 % 1054 0 объект > эндобдж xref 1054 77 0000000016 00000 н. 0000003032 00000 н. 0000003172 00000 п. 0000003316 00000 н. 0000003362 00000 н. 0000003570 00000 н. 0000003953 00000 н. 0000004627 00000 н. 0000005320 00000 н. 0000005737 00000 н. 0000005985 00000 п. 0000006226 00000 н. 0000006520 00000 н. 0000006624 00000 н. 0000006727 00000 н. 0000010932 00000 п. 0000011145 00000 п. 0000011555 00000 п. 0000012575 00000 п. 0000013016 00000 п. 0000013397 00000 п. 0000013805 00000 п. 0000013949 00000 п. 0000014861 00000 п. 0000015130 00000 п. 0000015474 00000 п. 0000015614 00000 п. 0000015990 00000 н. 0000016230 00000 п. 0000016532 00000 п. 0000021094 00000 п. 0000025461 00000 п. 0000029877 00000 п. 0000034247 00000 п. 0000038774 00000 п. 0000039390 00000 н. 0000039888 00000 п. 0000043861 00000 п. 0000048189 00000 н. 0000065580 00000 п. 0000084290 00000 п. 0000086161 00000 п. 0000089328 00000 п. 0000094098 00000 п. 0000096244 00000 п. 0000098609 00000 п. 0000098698 00000 п. 0000098798 00000 п. 0000098910 00000 п. 0000099021 00000 н. 0000099112 00000 н. 0000099203 00000 п. 0000099314 00000 п. 0000102102 00000 п. 0000102438 00000 п. 0000104139 00000 п. 0000104420 00000 н. 0000105031 00000 н. 0000105135 00000 н. 0000105380 00000 п. 0000105577 00000 п. 0000106104 00000 п. 0000106214 00000 н. 0000155636 00000 н. 0000155677 00000 н. 0000156206 00000 н. 0000156317 00000 н. 0000182212 00000 н. 0000182253 00000 н. 0000182782 00000 н. 0000182892 00000 н. 0000255400 00000 н. 0000255441 00000 н. 0000255970 00000 н. 0000256079 00000 п. 0000320315 00000 н. 0000001884 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 1130 0 объект > поток TC [= h! CXGL "/ = އ Bi $ SS

    Твердотельные реле: общий обзор

    I Введение

    Твердотельные реле (SSR) имеют беспрецедентные преимущества перед другими реле, поскольку они могут замыкать и размыкать цепь без контакта или искры.Кроме того, с развитием технологий, зрелостью производства и снижением цены твердотельные реле стали широко использоваться изо дня в день. В то же время ее позиции на мировом рынке становятся все более важными.

    В этой статье будет представлено, что такое твердотельное реле, его структура и принцип работы, схема подключения твердотельного реле, преимущества и недостатки, а также разница между твердотельным реле и обычным реле.

    Рисунок 1.Твердотельное реле

    Каталог

    II Что такое твердотельное реле (SSR)?

    Твердотельное реле (далее сокращенно «SSR») - это новый тип бесконтактного коммутационного устройства, полностью состоящего из твердотельных электронных компонентов, в котором используются коммутационные характеристики электронных компонентов (таких как переключающий транзистор, двунаправленный тиристор и другие полупроводниковые устройства) для включения и выключения цепи без физического контакта и искры, поэтому его также называют «бесконтактным переключателем».

    SSR - это четырехконтактное активное устройство, в котором две клеммы являются входными клеммами, а другие - выходными клеммами. Он не только имеет функцию усиления и возбуждения, но также имеет функцию изоляции, поэтому он очень подходит для управления мощными переключающими приводами. По сравнению с электромагнитными реле, SSR более надежны, имеют более длительный срок службы, более высокую скорость и меньше влияют на внешний мир, поэтому это причина, по которой они широко используются.

    Что такое твердотельное реле?

    III Структура и W orking P Принцип SSR

    3.1. Структура

    Твердотельное реле состоит из трех частей: входной цепи, развязки (связи) и выходной цепи.

    3.1.1 Входная цепь

    В зависимости от типа входной цепи, входная цепь может быть разделена на входную цепь постоянного тока, входную цепь переменного тока и входную цепь переменного / постоянного тока.Некоторые входные цепи также поддерживают TTL / CMOS и имеют функцию управления положительной и отрицательной логикой и инверсии, что упрощает подключение к схемам TTL / CMOS.

    Для управляющих сигналов с фиксированным управляющим напряжением используется резистивная входная цепь. Управляющий ток гарантированно превышает 5 мА, для большого диапазона изменений управляющего сигнала (например, 3 ~ 32 В) используется цепь постоянного тока, чтобы гарантировать, что ток во всем диапазоне изменений напряжения в надежной работе более 5 мА.

    3.1.2 Изоляция (муфта)

    Для твердотельных реле существует два способа изоляции и соединения входных и выходных цепей: фотоэлектрическая связь и трансформаторная связь. В фотоэлектрической связи обычно используются фотодиод-фототранзистор, фотодиод-двунаправленный тиристор, фотогальванический элемент, чтобы реализовать контроль изоляции между стороной управления и стороной нагрузки; Высокочастотная трансформаторная связь - это использование входных управляющих сигналов, генерируемых самовозбуждающимся высокочастотным сигналом, соединенным с вторичной обмоткой, после обнаружения и исправления, обработки логической схемы для формирования управляющего сигнала.

    3.1.3 Выходная цепь

    Выключатель питания SSR напрямую подключен к источнику питания и клемме нагрузки для включения-выключения источника питания нагрузки. Основное применение: мощный кристаллический транзистор (переключатель-транзистор), однонаправленный тиристор (тиристор или SCR), двунаправленный тиристор (Triac), силовой полевой транзистор (MOSFET), биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT). Выходная цепь твердотельного реле также может быть разделена на выходную цепь постоянного тока, выходную цепь переменного тока и выходную цепь переменного / постоянного тока.По типу нагрузки его можно разделить на твердотельное реле постоянного тока и твердотельное реле переменного тока. Для выхода постоянного тока могут использоваться биполярные устройства или силовые полевые транзисторы. Для выхода переменного тока обычно используются два тиристора или один симистор. Твердотельное реле переменного тока можно разделить на однофазное твердотельное реле переменного тока и трехфазное твердотельное реле переменного тока. Твердотельные реле переменного тока можно разделить на случайные твердотельные реле переменного тока и твердотельные реле переменного тока с переходом через ноль в зависимости от времени включения и выключения.

    3.2. Принцип работы

    SSR можно разделить на два типа: переменного тока и постоянного тока, в зависимости от случая использования. Они используются в качестве переключателей нагрузки на источниках питания переменного или постоянного тока и не могут быть смешаны. Далее AC SSR используется в качестве примера, чтобы проиллюстрировать его принцип работы. На рисунке 1 представлена ​​блок-схема принципа его работы. Компоненты ~ ④ на рисунке 1 образуют основной корпус SSR переменного тока. С общей точки зрения, SSR имеет только две входные клеммы (A и B) и две выходные клеммы (C и D).

    Рисунок 2. Принцип работы SSR

    Во время работы, пока определенный управляющий сигнал добавлен к A и B, вы можете управлять «включением» и «выключением» между C и D, чтобы реализовать функцию «переключателя». Функция схемы связи состоит в том, чтобы обеспечить канал между входными и выходными клеммами для управляющих сигналов, вводимых на клеммах A и B, но электрически разъединять (электрическое) соединение между входной клеммой и выходной клеммой в SSR, чтобы предотвратить влияние вывода на ввод.

    Элементом, используемым в схеме связи, является «оптический ответвитель», который имеет высокую чувствительность, высокую скорость возврата и большой допуск между входными и выходными клеммами. Поскольку входной терминал является светодиодом, он позволяет входному концу SSR легко согласовывать уровень входного сигнала.

    При использовании он может быть напрямую подключен к выходному интерфейсу компьютера, то есть управляется «1» и «0». Функция генерации линий электропередач состоит в том, чтобы генерировать сигналы, которые соответствуют требованиям, и включать работу схемы 4, но поскольку автономные линии не добавляют специальных схем управления, они производят сухое излучение и используют генераторы загрязнения, такие как волны порядка или пики, поэтому специально для этой цели построена «схема управления переходом через ноль».

    «Переход через ноль» означает, что когда сигнал управления добавлен и переменный ток больше нуля, SSR находится в состоянии; и после открытия управляющего сигнала SSR должен ждать точки соединения (нулевого потенциала) между положительным полупериодом и полупериодом цикла переменного тока, прежде чем SSR станет стабильным. Эта конструкция может предотвратить интерференцию высокочастотных волн и загрязнение электричества.

    Абсорбционная схема предназначена для предотвращения скачков и скачков напряжения (скачков) от источника питания от включения переключающих устройств на переключение и работу управляемой кремниевой трубки (или даже на работу).Обычно он используется для использования цепи последовательного поглощения «R-C» или неразрушающего резистора (резистора термистора).

    IV Подключение SSR, преимущества и недостатки SSR

    4.1. S SR Подключение

    Когда выход реле наэлектризован на катушку и выходное напряжение подключается в соответствии с напряжением нагрузки, контакты замыкаются, и лампа загорается после подачи питания, как показано на рисунке ниже.

    Рисунок 3. Подключение SSR

    Глядя на физическую схему подключения твердотельного реле ниже, вы можете увидеть, что оборудование имеет параметры 1, 2, 3, 4 и 60A. 60A из которых представляет световой индикатор в действии (есть два состояния: включен и выключен). Слово INPUT в середине 3 и 4 указывает входящие терминалы, а слово OUTPUT в центре 1 и 2 указывает исходящие терминалы. Поэтому будьте осторожны, чтобы не ошибиться при подключении.3 и 4 используются в качестве триггерных сигналов для управления включением и выключением 1 и 2. SSR на этой физической схеме подключения не может регулироваться, а некоторые могут регулировать напряжение постоянного тока для регулировки напряжения на выходах 3 и 4.

    Рисунок 4. Физическая схема подключения SSR

    Физическая схема подключения твердотельного реле, используемого для электромеханического оборудования, выглядит следующим образом, но обычно оно широко используется в химической промышленности, угольных шахтах и ​​других областях и требует взрывозащиты и коррозионной стойкости.

    Рисунок 5. Схема подключения SSR

    ТТР

    - это бесконтактные переключающие устройства с релейными характеристиками, в которых в качестве переключающих устройств используются полупроводниковые устройства вместо обычных электрических контактов. Однофазный SSR - это 4-контактное активное устройство, которое включает в себя две входные клеммы и две выходные клеммы. Оптоизолированный, после подключения входной клеммы к определенному значению тока с помощью постоянного или импульсного сигнала, вы можете переключить выходную клемму из выключенного состояния во включенное состояние.

    Рисунок 6. Физическая схема подключения SSR

    4.2. Преимущества твердотельных реле
    • Длительный срок службы и высокая надежность

    Твердотельное реле не имеет механических частей, твердотельное устройство выполняет контактную функцию. Он не имеет движущихся частей и может работать в условиях сильных ударов и вибрации. Компоненты твердотельных реле, благодаря своим уникальным характеристикам, определяют долговечность и высокую надежность твердотельных реле.

    • Высокая чувствительность, низкая мощность управления, хорошая электромагнитная совместимость
    • Твердотельное реле

    имеет широкий диапазон входного напряжения, низкую мощность возбуждения, совместимо с большинством логических интегральных схем без дополнительных буферов или драйверов.

    В полупроводниковых реле

    используются твердотельные устройства, которые позволяют переключать скорость с миллисекунд на микросекунды.

    • Низкие электромагнитные помехи
    • Твердотельные реле

    не имеют входной «катушки», дуги зажигания и отскока, что снижает электромагнитные помехи.Большинство выходных твердотельных реле переменного тока представляют собой переключатели с нулевым напряжением, которые включаются при нулевом напряжении и выключаются при нулевом токе, уменьшая внезапные прерывания формы волны тока и тем самым уменьшая переходные эффекты переключения.

    4.3. D Преимущества SSR
    • После проведения проводимости падение напряжения на трубке велико, прямое падение напряжения SCR или двунаправленного кремния может достигать 1-2 В, а падение напряжения насыщения мощного транзистора составляет также между 1-2В.Сопротивление в открытом состоянии выше контактного сопротивления механических контактов.
    • Даже после выключения полупроводникового прибора ток утечки все еще может составлять от нескольких микроампер до нескольких миллиампер, поэтому идеальная электрическая изоляция не может быть достигнута.
    • Из-за большого падения напряжения на трубке, большого энергопотребления и теплотворной способности после кондукции объем мощного твердотельного реле намного больше, чем у электромагнитного реле той же мощности, и его стоимость также высока.
    • Низкие температурные характеристики электронных компонентов и помехоустойчивость электронных схем, а также низкая радиационная стойкость. Без принятия эффективных мер эксплуатационная надежность будет низкой.
    • Полупроводниковые реле более чувствительны к перегрузке и должны быть защищены от перегрузки быстрыми предохранителями или RC-демпфирующими цепями. Нагрузка твердотельного реле явно связана с температурой окружающей среды: при повышении температуры грузоподъемность будет быстро уменьшаться.
    • Основными недостатками являются наличие падений напряжения во включенном состоянии (необходимы соответствующие меры по рассеиванию тепла), токи утечки в выключенном состоянии, переменный и постоянный ток не универсально применим, небольшое количество контактных групп. Кроме того, плохие показатели, такие как перегрузка по току, перенапряжение, скорость нарастания напряжения и скорость нарастания тока.

    Рисунок 7. SSR

    V Разница между SSR и обычными реле

    5.1. A Краткое введение в обычные реле

    Обычно он состоит из катушки реле и динамических и статических контактов. Подвижный контакт действует через электромагнитное притяжение катушки реле, тем самым обеспечивая включение и отключение цепи. Значит, есть механическое движение. Когда ток достигнет определенного уровня, контакты загорятся. Его низкая цена и простая конструкция могут быть привлекательными, но искры и механические движения во время работы оказывают определенное влияние на срок его службы.

    Преимущества традиционных реле - простота управления, хорошая изоляция и хорошая устойчивость к кратковременной перегрузке.

    Недостатками обычных реле являются большой размер (громоздкость), медленный отклик (максимальный уровень мс) и высокое энергопотребление для их управления.

    5.2. Различия между твердотельными реле и обычными реле

    В твердотельных реле используются электронные компоненты, поэтому они имеют много преимуществ по сравнению с традиционными реле, но также имеют некоторые ограничения.В следующей таблице показаны преимущества и недостатки твердотельных реле и традиционных реле.

    Обычные реле

    Преимущества

    Недостатки

    * Низкое остаточное выходное напряжение

    * Радиатор не требуется

    * дешево

    * Может обеспечивать несколько наборов контактов и нормально разомкнутые нормально замкнутые контакты

    * Нет тока утечки

    * Совместимость с переменным и постоянным током

    * Компактный размер

    * Максимальная частота коммутации ограничена (5-10 Гц)

    * шум

    * Электромагнитные помехи

    * Ограниченный срок службы контактов

    * Действие переключения не может быть полностью синхронизировано

    * Отскок контакта

    * Низкие рабочие характеристики при большом токе, что приводит к возникновению дуги.

    * Интерфейс необходим для подключения к цифровой схеме

    * Высокая мощность управления, обычно выше 200 мВт


    ССР

    Преимущества

    Недостатки

    * Низкая управляющая мощность, обычно 10-50 мВт

    * Синхронный переключатель

    * низкие электромагнитные помехи в режиме синхронного переключения

    * более длительный срок службы, в 50-100 раз больше, чем у традиционных реле.

    * Быстрое время отклика

    * Без механических движущихся частей

    * Без механической деформации

    * Совместимость с цифровыми схемами

    * Антивибрационные, противоударные

    * Антикоррозийные и влагостойкие

    * Без шума

    * Остаточное выходное напряжение 1-1,6 В

    * Выход может быть только переменным или постоянным током, несовместим

    * Обычно требуется радиатор

    * Не подходит для малых выходных сигналов

    * Есть ток утечки

    * Только одноконтактный


    Эти две таблицы показывают, что в обычных коммутационных приложениях твердотельные реле не имеют существенных недостатков по сравнению с традиционными реле.Для сравнения мы должны понять некоторые ограничения приложений твердотельных реле, которые повлияют на наш окончательный выбор типа реле.

    Наконец, мы должны принять идею о том, что реле нельзя использовать во всех приложениях. Применение реле во многом зависит от механической и электрической среды, поэтому невозможно определить набор точных параметров выбора, которые помогли бы пользователям сделать лучший выбор реле. Следовательно, окончательный выбор реле может быть сделан только в соответствии с каждым конкретным применением.

    Разница между твердотельным и магнитным реле

    5.3. Причины выбора SSR s
    5.3.1. Ожидаемый срок службы из R elay

    При правильном использовании наиболее важными характеристиками твердотельных реле являются длительный срок службы и высокая надежность. На практике контакты твердотельных реле могут использоваться постоянно, в то время как контакты традиционных реле будут подвержены деформации, коррозии, склеиванию и так далее.Традиционные реле выйдут из строя из-за повреждения движущихся частей (пружин, электромагнитов). Срок службы твердотельных реле обычно в 50-100 раз больше, чем у традиционных реле.

    5.3.2. C куча Цена

    Цена - важный фактор, который следует учитывать при выборе реле. При тех же технических требованиях первоначальная стоимость приобретения традиционных реле обычно ниже, чем у твердотельных реле. Однако при этом не учитывается срок службы традиционных реле и расходы, понесенные в будущем в связи с мониторингом, обслуживанием и заменой традиционных реле.

    5.3.3. Регулятор мощности

    Чувствительность традиционных реле к управляющим сигналам составляет лишь одну двадцатую чувствительности твердотельных реле, то есть в случае получения такой же выходной мощности мощность, требуемая традиционными реле, обычно в 10-20 раз больше, чем у твердотельных реле. -государственные реле. Мощность, необходимая для управления твердотельным реле, составляет всего 200-500 мВт, а низкое энергопотребление может быть напрямую совместимо с системами цифровых схем.

    5.3.4. Экологичность

    Устойчивость к окружающей среде - очень сложная концепция, но твердотельные реле всегда имеют в этом отношении преимущество. Твердотельное реле обладает хорошими механическими свойствами, поскольку в нем нет движущихся частей. Корпус твердотельного реле из смолы обеспечивает хорошую ударопрочность, ударопрочность и коррозионную стойкость. Кроме того, влажность почти не влияет на твердотельные реле, лишь незначительно снижая их изоляционные характеристики.Однако традиционные реле очень чувствительны к влажности, а длительная высокая влажность вызовет коррозию традиционных реле.

    5.3.5. Скорость переключения

    Скорость переключения также обычно является важным фактором при выборе твердотельных или традиционных реле. Контроль скорости отклика очень важен, даже критически важен в некоторых приложениях автоматизации управления грузовыми машинами. В некоторых приложениях, где специальный коэффициент мощности очень низкий, традиционное реле не может использоваться. Кроме того, в некоторых ситуациях, когда переключатель стабилен и не допускается скачок, нельзя использовать традиционные реле.

    5.3.6. Электромагнитное излучение

    Твердотельные реле могут переключать нагрузку, когда напряжение в цепи пересекает нулевое значение, таким образом ограничивая переходные процессы в значительной степени и избегая скачков тока и электромагнитного излучения. В некоторых ситуациях, когда коэффициент мощности очень низкий, переключатель должен быть устойчивым, а вибрация недопустима, поэтому следует выбирать твердотельные реле.

    Q: Для чего используется твердотельное реле?

    A: твердотельное реле (SSR) - это электронное переключающее устройство, которое включается или выключается, когда на его управляющие клеммы подается небольшое внешнее напряжение. Реле может быть предназначено для переключения переменного или постоянного тока на нагрузку. Он выполняет ту же функцию, что и электромеханическое реле, но не имеет движущихся частей.

    Компоненты цепи твердотельного реле | Электрооборудование A2Z

    Реле - это устройство, которое управляет одной электрической цепью, размыкая и замыкая другую цепь.Небольшое напряжение, приложенное к реле, приводит к переключению большего напряжения. Твердотельное реле (SSR) - это коммутационное устройство, которое не имеет контактов и переключается полностью с помощью электронных средств.

    SSR использует кремниевый выпрямитель (SCR), симистор или транзисторный выход вместо механических контактов для переключения контролируемой мощности. Выход оптически связан со светодиодным источником света внутри реле. Реле включается при включении светодиода, обычно при низковольтном питании постоянного тока. См. Рисунок 1.

    Рисунок 1. Твердотельное реле (SSR) - это электронное переключающее устройство, не имеющее движущихся частей.

    Рынок промышленных систем управления перешел на твердотельную электронику. Из-за снижения стоимости, высокой надежности и огромных возможностей твердотельные устройства заменяют многие устройства, которые работают на механических и электрических принципах.

    Выбор твердотельного реле зависит от электрических, механических и стоимостных характеристик каждого устройства и требуемого применения.

    Цепь твердотельного реле

    Цепь твердотельного реле состоит из входной цепи , цепи управления и выходной цепи (переключения нагрузки) . Эти схемы могут использоваться в любой комбинации для обеспечения множества различных применений твердотельной коммутации. См. Рисунок 2.

    Рисунок 2. Цепь твердотельного реле состоит из входной цепи, цепи управления и выходной цепи (переключения нагрузки).

    1. Входная цепь

    Входная цепь - это часть SSR, к которой подключен компонент управления. Входная цепь выполняет ту же функцию, что и катушка ЭМИ.

    Входная цепь активируется путем подачи на вход реле напряжения, превышающего заданное срабатывание реле. Входная цепь деактивируется при подаче напряжения ниже указанного минимального напряжения падения реле.

    Некоторые SSR имеют фиксированное номинальное входное напряжение, например 12 В постоянного тока.Большинство SSR имеют диапазон входного напряжения, например от 3 до 32 В постоянного тока. Диапазон напряжения позволяет использовать один SSR с большинством электронных схем.

    Входное напряжение твердотельного реле может управляться (переключаться) с помощью механических контактов, транзисторов, цифровых вентилей и т. Д. Большинство SSR можно переключать напрямую маломощными устройствами, в том числе интегральными схемами, без добавления внешних буферов или тока. ограничивающие устройства. Устройства с переменным входом, такие как термисторы, также могут использоваться для переключения входного напряжения SSR.

    2. Цепи управления

    Цепь управления - это часть твердотельного реле, которая определяет, когда выходной компонент находится под напряжением или обесточен.

    Схема управления функционирует как интерфейс между входными и выходными цепями. В твердотельном реле интерфейс обеспечивается электронной схемой внутри SSR. В ЭМИ интерфейс обеспечивается магнитной катушкой, замыкающей набор механических контактов.

    Когда на схему управления поступает входное напряжение, она переключается или не переключается в зависимости от того, является ли реле реле с нулевым переключением, мгновенным включением, пиковым переключением или аналоговым переключателем.

    Каждое реле предназначено для включения цепи переключения нагрузки при заданном напряжении. Например, , реле с переключением нуля позволяет включать нагрузку только после того, как напряжение на нагрузке достигнет нуля или приблизится к нему. Функция переключения нуля дает ряд преимуществ, таких как устранение высоких пусковых токов на нагрузке.

    3. Выходные цепи (переключение нагрузки)

    Выходная цепь (переключение нагрузки) твердотельного реле - это нагрузка, переключаемая SSR.Выходная цепь выполняет ту же функцию, что и механические контакты электромеханического реле. Однако, , в отличие от нескольких выходных контактов EMR, SSR обычно имеют только один выходной контакт.

    В большинстве твердотельных реле в качестве компонента переключения выхода используется тиристор. Тиристоры очень быстро переходят из выключенного состояния (контакты разомкнуты) в состояние включения (контакты замкнуты) при включении их затвора. Это быстрое переключение позволяет переключать нагрузки с высокой скоростью.

    Используемое устройство переключения выхода зависит от типа управляемой нагрузки. При переключении цепей постоянного тока требуются другие выходы, чем при переключении цепей переменного тока.

    Общие устройства переключения выходов, используемые в SSR, включают следующее:

    • SCR используются для переключения сильноточных нагрузок постоянного тока.
    • Симисторы используются для коммутации слаботочных нагрузок переменного тока.
    • Транзисторы
    • используются для коммутации слаботочных нагрузок постоянного тока.
    • Антипараллельные тиристоры используются для переключения сильноточных нагрузок переменного тока.Они способны рассеивать больше тепла, чем симистор.
    • Тиристоры в диодных мостах используются для коммутации слаботочных нагрузок переменного тока.

    Возможности цепи твердотельного реле

    Твердотельное реле может использоваться для управления большинством тех же цепей, для управления которыми используется ЭМИ. Поскольку SSR отличается от EMR по функциям, схема управления SSR отличается от схемы управления EMR. Эта разница. - это то, как реле подключается к цепи.SSR выполняет те же функции схемы, что и EMR, но с немного другой схемой управления.

    Твердотельное реле может использоваться для управления нагрузкой с помощью мгновенного управления, такого как кнопка. См. Рисунок 3. В этой схеме кнопка сигнализирует SSR, который включает нагрузку.

    Чтобы нагрузка оставалась включенной, необходимо удерживать кнопку . Нагрузка отключается при отпускании кнопки. Эта схема идентична по работе стандартной двухпроводной схеме управления, используемой с ЭМИ, пускателями магнитных двигателей и контакторами. По этой причине , кнопку можно заменить на любое ручное, механическое или автоматическое устройство управления для простого включения / выключения.

    Та же схема может использоваться для контроля уровня жидкости, если кнопка заменена поплавковым выключателем.

    • Трехпроводное управление памятью

    Твердотельное реле может использоваться с тиристором для фиксации нагрузки во включенном состоянии. См. Рисунок 4. Эта схема идентична по работе стандартной трехпроводной схеме управления памятью.

    SCR используется для добавления памяти после нажатия кнопки запуска. SCR действует как выключатель, работающий по току.

    SCR не пропускает управляющий ток постоянного тока до тех пор, пока ток не будет подан на его затвор. Для включения тиристора должен быть определенный минимальный ток. Это достигается при нажатии кнопки пуска.

    Когда на затвор SCR подано напряжение, SCR фиксируется в состоянии ВКЛ и позволяет управляющему напряжению постоянного тока проходить даже после отпускания кнопки запуска.

    Резистор R 1 используется в качестве токоограничивающего резистора для затвора и определяется током затвора и напряжением питания.

    Рисунок 3. Твердотельное реле может использоваться для управления нагрузкой с помощью мгновенного управления, такого как кнопка.

    Рисунок 4 . Твердотельное реле может использоваться с SCR для фиксации нагрузки во включенном состоянии.

    Технический факт

    Когда запрограммирован моторный привод, цепь управления должна быть запрограммирована на двухпроводную или трехпроводную работу.

    Термин «двухпроводной» означает, что переключатель может выполнять две функции. Термин «трехпроводный» означает, что переключатель может выполнять только одну функцию. Все трехпроводные переключатели требуют второго переключателя для управления нагрузкой.

    Эквивалентные нормально замкнутые контакты

    Твердотельное реле может использоваться для имитации эквивалентного состояния нормально замкнутого (NC) контакта. НЗ-контакт должен быть электрически замкнут, потому что большинство ТТР имеют эквивалент нормально разомкнутого (НО) контакта. Это достигается путем подключения управляющего напряжения постоянного тока к SSR через токоограничивающий резистор (R). См. Рисунок 5.

    Нагрузка удерживается в состоянии ВКЛ, потому что на SSR присутствует управляющее напряжение. Селекторный переключатель перемещается, чтобы выключить нагрузку. Это позволяет управляющему напряжению постоянного тока идти по пути наименьшего сопротивления и электрически снимать управляющее напряжение с реле. Это также отключает нагрузку до тех пор, пока кнопка не будет отпущена.

    Рисунок 5 . Твердотельное реле с ограничивающим ток резистором может использоваться для имитации эквивалентного состояния нормально замкнутого (NC) контакта.

    Управление транзистором

    Твердотельные реле также могут управляться электронными управляющими сигналами от логических вентилей и транзисторов. См. Рисунок 6.

    В этой схеме SSR управляется через транзистор NPN, который получает свой сигнал от логических вентилей IC и т. Д.Два резистора (R 1 и R 2 ) используются в качестве токоограничивающих резисторов.

    Рис. 6. SSR могут управляться электронными управляющими сигналами от логических вентилей и транзисторов

    Серия

    и параллельное управление

    Твердотельные реле могут быть подключены последовательно или параллельно для создания нескольких контактов, которые управляются одним устройством ввода. Также могут использоваться многоконтактные SSR.

    Три входа управления SSR могут быть подключены параллельно, так что, когда переключатель замкнут, все три срабатывают. См. Рисунок 7. Управляет цепью 3φ.

    В этом приложении управляющее напряжение постоянного тока на каждом SSR равно напряжению питания постоянного тока, поскольку они подключены параллельно. Когда используется многоконтактный SSR, есть только один вход, который управляет всеми выходными переключателями.

    SSR могут быть подключены последовательно для управления цепью 3φ. См. Рисунок 8. Напряжение питания постоянного тока делится между тремя SSR, когда переключатель замкнут. По этой причине напряжение питания постоянного тока должно как минимум в три раза превышать минимальное рабочее напряжение каждого реле.

    Рис. 7. Три твердотельных реле могут быть подключены параллельно для управления цепью 3φ или может использоваться многоконтактный SSR.

    Рисунок 8. Три твердотельных реле могут быть подключены последовательно для управления цепью 3φ. Когда SSR соединены последовательно, напряжение питания постоянного тока должно в три раза превышать минимальное рабочее напряжение каждого реле.

    Основы твердотельного реле и его работа.

    Надеюсь, вы прочитали мою статью про Что такое реле? Это важно в области электричества. Теперь в этой статье мы рассмотрим другие типы реле, а именно твердотельное реле . В отличие от электромеханического реле , использует магнитную катушку, пружину и электрические контакты для управления и переключения питания.

    SSR (твердотельное реле) не имеет движущихся частей, вместо этого оно использует электрические и оптические свойства полупроводников для выполнения своих функций переключения.Так же, как EMR и SSR, также обеспечивает полную гальваническую развязку между входными и выходными электрическими контактами.

    Твердотельное реле

    и электромеханическое реле принципиально схожи по своей работе, поскольку они изолируют входную цепь низкого напряжения от выхода и его переключающих контактов. Электромеханическое реле имеет некоторые ограничения по сравнению с твердотельным реле: оно имеет более низкую скорость переключения и меньший срок службы из-за подвижных контактов.


    Основы и принцип работы твердотельного реле

    Что такое твердотельное реле?

    A Solid-State Realy - это переключатель, состоящий из твердотельных электрических элементов, способных управлять сильноточной нагрузкой с помощью слабого токового сигнала.

    Твердотельное реле

    может включать и выключать цепь без физического контакта и искры благодаря характеристикам переключения таких электрических элементов, как SCR, TRIAC, и транзисторы.

    Твердотельное реле

    имеет следующие преимущества перед электромеханическими или электромагнитными реле, например, : высокая надежность, отсутствие контакта, отсутствие искры, длительный срок службы, быстрая скорость переключения и небольшие размеры.


    Принцип работы твердотельного реле Твердотельное реле

    способно переключать нагрузку переменного или постоянного тока, даже некоторые из них могут переключать нагрузку как переменного, так и постоянного тока.

    Давайте возьмем пример принципа работы AC SSR, используя приведенную выше схему. SSR имеет две входные клеммы и две выходные клеммы. Это четырехконтактное активное устройство.

    Только определенный сигнал для A&B может управлять состоянием ВКЛ / ВЫКЛ на выходной клемме C&D и выполнять функцию переключения. Схема связи играет важную роль в обеспечении соединения между входными и выходными клеммами.

    Оптопара используется в качестве компонента в цепи связи из-за его хорошей чувствительности, высокой скорости действия и высокого уровня развязки входа и выхода.

    Схема запуска обеспечивает необходимый сигнал запуска для управления схемой переключения. Благодаря использованию специальных схем управления, таких как контроль перехода через нуль, схема устраняет радиочастотные помехи.


    Характеристики твердотельного реле

    ⇒ SSR не имеют движущихся частей, поэтому не изнашиваются и обладают такими преимуществами, как вибростойкость, коррозионная стойкость, долгий срок службы и высокая надежность.

    ⇒ В ТТР переменного тока используется схема управления переходом через ноль, которая, безусловно, снижает уровень шума и делает минимальные помехи ТТР источнику питания при длительной работе.

    ⇒ Короткое время переключения, SSR можно использовать в высокочастотных приложениях.

    ⇒ Высокая изоляция за счет оптических изоляционных свойств.

    ⇒ Низкое энергопотребление.

    ⇒ Высокая грузоподъемность


    Надеюсь, вам понравилась эта статья о твердотельном реле. Если вам понравилась эта статья, оставьте отзыв в разделе комментариев ниже.

    Предлагаю вам больше статей о программируемом логическом контроллере .

    Что такое ПЛК? Как это работает?

    Поглощение против источника в ПЛК

    Команды битовой логики

    ⇒ Таймер ПЛК и счетчик ПЛК

    Замкнутый или открытый контур

    Блоки программирования ПЛК


    Вы можете прочитать больше статей о контрольно-измерительных приборах и найти книги, которые расширят ваши знания в области приборостроения ⇒

    Связанные

    Общие сведения о твердотельных реле

    Отсутствие движущихся частей

    Температурные аспекты
    Одним из основных соображений при использовании SSR является правильное управление теплом, которое выделяется при коммутации токов выше примерно 5 ампер (A). В этом случае опорная плита SSR должна быть установлена ​​на хороший проводник тепла, например, алюминий, и использоваться с хорошей теплопередающей средой, такой как термопаста или теплопроводящая прокладка. Используя этот метод, тепловое сопротивление корпуса SSR и теплоотвода снижается до незначительного значения 0,1 ° C / Вт.

    Расчет нагрузки
    Основная причина проблем с твердотельными реле - неправильный отвод тепла. Проблемы также могут возникать из-за условий эксплуатации, которые накладывают определенные нагрузки на SSR.При проектировании твердотельного реле в качестве коммутационного решения следует тщательно учитывать импульсные характеристики нагрузки.

    Резистивные нагрузки
    Нагрузки с постоянными значениями сопротивления - простейшее применение SSR. Надлежащее рассмотрение теплового режима, наряду с вниманием к номинальным токам в установившемся режиме, обеспечит бесперебойную работу.

    Нагрузки постоянного тока
    Этот тип нагрузки следует считать индуктивной, и диод должен быть помещен поперек нагрузки для поглощения любых скачков напряжения во время выключения.

    Лампы нагрузки
    Нагрузки от ламп накаливания, хотя в основном резистивные, могут представлять некоторые проблемы. Поскольку сопротивление холодной нити составляет от 5 до 10 процентов от величины нагрева, может возникнуть большой бросок тока. Важно убедиться, что этот пусковой ток находится в пределах характеристик импульсного тока твердотельного реле. Также необходимо убедиться, что номинал лампы SSR не превышен. Это рейтинг UL®, основанный на пусковом токе типичной лампы. Из-за необычно низкого сопротивления нити накала во время включения характеристика включения при нулевом напряжении особенно желательна для ламп накаливания.

    Емкостные нагрузки
    Эти типы нагрузок могут оказаться проблематичными из-за их первоначального появления в виде коротких замыканий. Во время зарядки могут возникать сильные импульсные токи, которые ограничиваются только сопротивлением цепи. Следует проявлять осторожность с низкоомными емкостными нагрузками, чтобы убедиться, что возможности di / dt не превышаются. Включение при нулевом напряжении - особенно ценное средство ограничения di / dt при емкостных нагрузках.

    Двигатели и соленоиды
    Нагрузки двигателя и соленоидов могут создавать проблемы для надежной работы SSR.Соленоиды имеют высокие начальные импульсные токи, потому что их стационарный импеданс очень низкий. Двигатели также часто имеют сильные пусковые токи во время запуска и могут создавать необычно высокие напряжения во время выключения. Когда ротор двигателя вращается, он создает обратную ЭДС, которая уменьшает ток. Эта обратная ЭДС может добавляться к приложенному сетевому напряжению и создавать условия перенапряжения во время выключения. Аналогичным образом, пусковые токи, связанные с механическими нагрузками, имеющими высокий пусковой момент или инерцию, такими как вентиляторы и маховики, должны быть тщательно рассмотрены, чтобы убедиться, что они находятся в пределах импульсных характеристик твердотельного реле.Для проверки длительности пускового тока следует использовать токовый шунт и осциллограф.

    Трансформаторы
    При управлении трансформаторами следует учитывать характеристики вторичной нагрузки, поскольку они отражают эффективную нагрузку на ТТР. Переходные процессы напряжения от вторичных цепей нагрузки также часто встречаются в трансформаторах и могут быть наложены на SSR. Трансформаторы представляют проблему в том, что, в зависимости от состояния потока трансформатора во время выключения, трансформатор может насыщаться в течение первого полупериода последующего приложенного напряжения.Это насыщение может вызвать очень большой ток (в 10–100 раз больше номинального) на ТТР, который намного превышает его номинальное значение перенапряжения за полупериод. SSR со случайным включением могут иметь больше шансов на выживание, чем устройство с нулевым перекрестным включением, поскольку они обычно требуют, чтобы трансформатор поддерживал только часть первого полупериода напряжения. С другой стороны, устройство случайного включения часто замыкается в точке пересечения нуля, и тогда SSR должен выдерживать ток насыщения наихудшего случая. Устройство с нулевым перекрестным включением имеет то преимущество, что оно включается в известном режиме и сразу демонстрирует наихудшее состояние.Рекомендуется использовать токовый шунт и осциллограф, чтобы проверить, не превышена ли допустимая импульсная нагрузка за полупериод.

    Типичный подход к применению твердотельного реле к нагрузке трансформатора состоит в том, чтобы выбрать твердотельный реле с номинальным значением импульсного тока за полупериод, превышающим максимальное приложенное линейное напряжение, деленное на сопротивление первичной обмотки трансформатора. Сопротивление первичной обмотки обычно легко измерить, и на него можно положиться как на минимальный импеданс, ограничивающий первую половину цикла пускового тока. Присутствие некоторого остаточного магнитного потока плюс реактивное сопротивление при насыщении первичной обмотки будет дополнительно ограничивать, в худшем случае, полупериодный выброс в пределах допустимого значения помпажа твердотельного реле.

    Коммутационные аппараты
    Семейство полупроводниковых тиристоров состоит из нескольких очень полезных устройств. Наиболее широко используемыми из этого семейства являются металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы (MOSFET), кремниевые выпрямители (SCR), симисторы и альтернативные симисторы. Во многих приложениях эти устройства выполняют ключевые функции, и совершенно необходимо понимать их преимущества, а также их недостатки, чтобы правильно определить надежную систему. При правильном применении тиристоры могут быть важным преимуществом в плане соответствия требованиям к окружающей среде, скорости и надежности, которые не могут быть выполнены их электромеханическими аналогами.

    МОП-транзистор
    MOSFET - это полупроводниковое устройство, которое состоит из двух металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов (MOSFET), одного N-типа и одного P-типа, интегрированных на одном кремниевом кристалле. МОП-транзистор идеально подходит для переключения нагрузок постоянного тока.

    SCR
    Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR) - это четырехслойное твердотельное устройство, контролирующее ток. SCR действует как переключатель, проводящий, когда его затвор получает импульс тока, и он продолжает проводить до тех пор, пока он смещен в прямом направлении.SCR идеально подходит для переключения всех типов нагрузок переменного тока.

    Симисторы
    Симистор - это электронный компонент, приблизительно эквивалентный двум выпрямителям с кремниевым управлением, соединенным в обратную параллель (параллельно, но с обратной полярностью), и их затворы соединены вместе. В результате получается двунаправленный электронный переключатель, который может проводить ток в любом направлении. Симистор идеально подходит для переключения резистивных нагрузок переменного тока.

    Альтернативный симистор
    Генератор переменного тока, используемый для переключения нагрузок переменного тока, был специально разработан для приложений, переключающих высокоиндуктивные нагрузки.Специальная микросхема обеспечивает производительность, аналогичную двум тиристорам, подключенным обратно параллельно (встречно-параллельным), обеспечивая лучшее поведение при выключении, чем стандартный симистор. Альтернативный симистор - это экономичное решение, которое идеально подходит для переключения индуктивных нагрузок переменного тока.

    Тепловые характеристики и теплоотвод
    Управление температурным режимом является фундаментальным фактором при разработке и использовании твердотельных реле из-за рассеивания на контактах (обычно 1 Вт на ампер). Следовательно, жизненно важно обеспечить достаточный теплоотвод, в противном случае срок службы и надежность переключения SSR будут поставлены под угрозу.Чтобы правильно определить размер радиатора, необходимо учитывать, что нужно для получения чисел теплового сопротивления, чтобы понять, что это означает. Начнем с определения некоторых переменных:

    P = рассеиваемая мощность (Вт)
    EDROP = Падение напряжения - максимальное во включенном состоянии (В), можно найти в таблице технических характеристик
    . ILOAD = ток нагрузки (A)
    TA = Максимальная температура окружающей среды, в которой будет расположено реле (° C)
    TJ = максимальная температура полупроводникового перехода - обычно 100 ° CTR = допустимое повышение температуры (° C)
    REJC = Термическое сопротивление переходной части к корпусу - указано в таблице технических характеристик (° C / Вт)
    RECS = тепловое сопротивление от корпуса к радиатору - обычно 0. 1 ° C / Вт. Этим учитываются потери в термопасте или подушке термопереноса
    . RESA = Тепловое сопротивление теплоотвода к окружающей среде - это требуемая характеристика теплоотвода в зависимости от его объема и конструкции (° C / Вт)

    Основные формулы следующие:
    P = EDROP x ILOAD
    TR = TJ - TA
    TR = P (REJC + RECS + RESA)
    Решение для RESA
    RESA = (TR / P) - (REJC + RECS)

    Пример: Какова требуемая характеристика теплового сопротивления радиатора для твердотельного реле с падением напряжения 1.6 В и тепловое сопротивление (переход к корпусу) 1,02 ° C / Вт, при нагрузке 20 А и температуре окружающей среды 25 ° C?

    Назначение переменных:
    EDROP = 1,6 В (из таблицы технических характеристик каталога)
    ILOAD = 20A
    TA = 25 ° C
    ТДж = 100 ° С
    REJC = 1,02 ° C / Вт (из таблицы технических характеристик каталога)
    RECS = 0,1 ° C / Вт (общепринятое термическое сопротивление из-за смазки или термотрансферной прокладки)

    Решение:
    Р = 1. 6 x 20 = 32 Вт
    TR = 100-25 = 75 ° C
    RESA = (75/32) - (1,02 + 0,1)
    R ESA = 1,22 ° C / Вт

    Обычно рекомендуется округлять до ближайшей десятой, чтобы обеспечить дополнительный запас. Это приведет к тепловому сопротивлению 1,2 ° C / Вт.

    Использование таблицы дополнительно поможет в выборе радиатора. Существует множество диаграмм, доступных из разных источников, в зависимости от использования вентилятора и материалов. Для получения более подробной информации лучше всего обратиться к производителю радиатора.

    преимущества твердотельного реле перед электромагнитным реле

    Преимущества твердотельного реле перед электромагнитным реле

    Привет, в этом посте мы собираемся обсудить преимущество твердотельного реле перед электромагнитным реле. Перед тем, как начать обсуждение преимуществ твердотельного реле перед электромагнитным, сначала мы должны узнать о твердотельных реле (твердотельных реле) и электромеханических реле.

    Реле электромагнитное

    Электромагнитное реле работает по принципу электромагнитной индукции. При подаче управляющего напряжения на катушку реле. Катушка получает питание и начинает действовать как магнит. Магнитное притяжение тянет якорь и устанавливает контакт между неподвижным контактом и подвижным контактом. Это позволяет передавать ток от входа к выходу.

    Твердотельное реле

    Твердотельное реле

    не имеет движущихся частей, поэтому названо твердотельным реле. При подаче входного напряжения загорается инфракрасный светодиод. Фотодоид или симистор улавливают инфракрасный свет, и это делает схему, как показано на рисунке ниже.

    Преимущества твердотельного реле перед электромагнитным реле.

    • Основным преимуществом твердотельного реле является отсутствие движущихся частей, как в электромагнитном реле. Таким образом, твердотельное реле не изнашивается. Вот почему срок службы твердотельного реле больше, чем у любого обычного электромагнитного реле.
    • Твердотельное реле постепенно увеличивает ток вместо подачи полного напряжения, как в электромагнитном реле. Из-за этого преимущества твердотельные реле в основном используются для резистивных нагрузок, таких как нагреватели, молнии и т. Д. Это преимущество SSR увеличивает срок службы устройств.
    • Твердотельное реле используется до 50 ампер, тогда как электромагнитное реле используется до 5 ампер, поэтому электромагнитное реле в основном используется для управления.
    • Электромагнитное реле издает звук во время работы, потому что рычаг всегда застревает вокруг контакта во время работы, тогда как ssr не производит шума во время работы из-за отсутствия каких-либо движущихся частей.
    • Операция переключения ssr очень быстрая по сравнению с электромагнитным реле.
    • SSR используются для одновременного управления одним устройством, но электромагнитное реле используется для управления несколькими выходами за одну операцию.
    • Радиатор необходим в твердотельном реле для рассеивания тепла, поскольку твердотельный реактор выделяет тепло из-за работы различных электронных компонентов, тогда как электромагнитное реле не выделяет тепло во время работы.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *