Твердотельное реле: устройство, принцип работы, назначение

a:2:{s:4:»TEXT»;s:10358:»
     В твердотельных реле, выпускающихся серийно, используются тиристоры и транзисторы, способствующие переключению токов до сотен ампер. По сравнению с электромеханическими, твердотельные реле обладают более высокой скоростью переключения. Однако они менее пригодны к работе в условиях кратковременных перегрузок.

Принцип действия

     В https://techtrends.ru/catalog/tverdotelnye-rele/» target=»_blank»>твердотельных реле взаимодействие управляющего сигнала с управляемым происходит путем формирования гальванической развязки – как правило, с помощью оптрона. Управляющее напряжение подает питание на светодиод, а он, в свою очередь, освещает фотодиод, и с помощью тока последнего включается МОП или тиристор, управляющий нагрузкой. Тиристоры и симисторы используются в устройствах, применяемых при переменном токе, а транзисторы – в приборах с постоянным током. Также применяются и специализированные оптоэлектронные приборы – оптотиристоры и фототиристоры.

     Структура ТТР включает:

    вход – первичная цепь, состоящая из резистора на постоянном изоляторе, имеющего последовательное подключение. Главной функцией входной цепи является принятие сигнала и передача его устройству реле, коммутирующему нагрузку;
    оптическая развязка – используется для изоляции входной и выходной сети переменного тока;
    триггерная цепь – отдельный элемент, обрабатывающий входной сигнал и переключающий выход;
    цепь переключателя – подает силу напряжения, включает в себя транзистор, симистор и кремниевый диод;
    цепь защиты – может быть внешней или внутренней, защищает устройство от сбоев или появления ошибок.

     Для коммутации индуктивной нагрузки при помощи твердотельного реле необходимо увеличить запас тока не менее, чем в 6–8 раз.

Преимущества и области применения

     Сравнивая твердотельные реле с электромеханическими, следует отметить такие достоинства первых, как:

    малые габариты;
    экономия электроэнергии;
    отсутствие необходимости дополнительного техобслуживания;
    высокая скорость переключения;
    длительный срок эксплуатации;
    бесшумность;
    возможность применения в различных приборах;
    производительность;
    отсутствие искры и скачка напряжения;
    низкая чувствительность к неблагоприятным условиям.

     Твердотельные реле нашли широкое применение. Они используются в тех случаях, когда требуется коммутировать индуктивную нагрузку. Как правило, это устройство служит для:

    сохранения постоянной температуры в технологическом процессе;
    коммутации цепи управления;
    контроля нагрева трансформаторов и других приборов;
    регулировки степени освещения;
    управления электродвигателями.

     Также ТТР применяется в системах, производящих регулирование температуры с помощью ТЭНа, а также при замене пускателей реверсного бесконтактного типа.

Разновидности твердотельных реле

     Существуют различные виды ТТР, имеющие некоторые особенности коммутируемого и контролирующего напряжения:

    Твердотельное реле постоянного тока – применяют при условии постоянного электричества, диапазон которого может составлять 3–32 Вт. Этот вид отличается высокой надежностью, светодиодной индикацией и повышенными отдельными характеристиками. Многие модели подобных реле могут работать при температуре от -30 до +70°C.
    Реле переменного тока имеют рабочий диапазон от 90 до 250 Вт, низкий уровень шума и электромагнитных помех, обладают высокой скоростью работы. Кроме того, их характерной особенностью является низкое потребление электрической энергии.
    ТТР с ручным управлением, которое дает возможность настроить тип работы.

     Соответственно с типом нагрузки различают однофазные и трехфазные твердотельные реле.

     Однофазные реле применяются для коммутации электричества в интервале 10–120 A или 100–500 A. Управление происходит с помощью переменного резистора и аналогового сигнала.

     Трехфазные ТТР коммутируют ток одновременно на 3 фазы. Их рабочий диапазон составляет 10–120 A. Среди 3-фазных реле отдельно стоят устройства реверсивного типа, отличающиеся бесконтактной коммутацией и маркировкой. Они надежно коммутируют каждую цепь по отдельности. Специальные элементы надежно предохраняют реле от ошибочных включений. Они применяются в процессе запуска и работы асинхронного двигателя, производящего их реверс.

     Для предупреждения возникновения перенапряжения во время применения реле необходимо купить быстродействующий предохранитель или варистор.

     В сравнении с однофазными, трехфазные реле имеют более долгий срок использования.

     Согласно способу коммутации, ТТР делятся на:

    реле, которые выполняют нагрузки редуктивного и емкостного типа;
    устройства с моментальным или случайным срабатыванием, использующиеся в тех случаях, когда необходимо мгновенное включение;
    реле с фазовым управлением, позволяющие выполнять настройку ламп накаливания и нагревательных элементов.

     По конструкции ТТР подразделяются на те, которые устанавливаются на ДИН-рейки, и универсальные, монтируемые на планки переходного типа.

«;s:4:»TYPE»;s:4:»HTML»;}

Твердотельные реле. Устройство и работа. Виды и особенности

Для обеспечения подключения различных электрических устройств бесконтактным способом применяют твердотельные реле, которые стали популярными в промышленности. Они используются для создания надежного оборудования с малыми габаритами. Основным недостатком таких устройств называют их высокую стоимость.

Твердотельное реле обеспечивает связь между электрическими цепями высокого и низкого напряжения с помощью полупроводниковых элементов.

Принцип действия и особенности конструкции

Имеется множество исполнений моделей таких устройств, но по своей структуре они мало чем отличаются. Эти незначительные отличия не оказывают влияния на их принцип действия, так как он по сути дела один и тот же.

Разберемся в особенностях управления электроприборами с помощью твердотельного реле. От обычных реле они отличаются отсутствием механических замыкаемых и размыкаемых контактов. Вместо них в твердотельном реле используются полупроводниковые элементы, такие как транзистор, либо симистор.

Принцип работы реле состоит в размыкании и замыкании цепи, передающей напряжение. Это осуществляется активатором, то есть, твердотельным устройством. Вид силового элемента зависит от свойства тока, который может быть, как переменным, так и постоянным. Для постоянного тока применяются транзисторы, для переменного тока – тиристоры и симисторы.

Через транзистор проходит ток. Симистор может пропускать ток в обоих направлениях, так же, как и тиристор.

На вход подается электрический сигнал, далее он идет на оптическую развязку на основе светодиода. Оптическая развязка позволяет изолировать входную цепь от промежуточной и выходной цепи. Далее в действие вступает цепь триггера, которая обеспечивает управление переключением выхода твердотельного реле.

Цепь переключения подает напряжение на нагрузку, представленную транзистором, либо симистором. Цепь защиты необходима для надежности работы реле при разных нагрузках.

Виды твердотельных реле

Имеется множество разных видов таких реле, отличающихся своими особенностями напряжения коммутации и контроля:

• Реле постоянного тока применяются в сети постоянного напряжения в интервале 3-32 ватта, характерны повышенными удельными свойствами, индикаторами на светодиодах, повышенной надежностью. Многие модели способны работать в широком интервале рабочих температур: -30 +70 градусов.
• Реле переменного тока, имеют особенность в пониженном уровне электромагнитных помех, не создают шума при эксплуатации, малый расход электроэнергии, и высокое быстродействие. Диапазон мощности составляет от 90 до 250 ватт.
• Реле с управлением вручную, дают возможность самостоятельной настройки типа действия.

По виду нагрузки реле разделяют на:

• Однофазные.
• 3-фазные.

Однофазное исполнение дает возможность подключать электрический ток в интервале от 10 до 120 ампер, либо от 100 до 500 ампер. Управление производится аналоговым сигналом и сопротивлением переменного типа.

3-фазные исполнения используют для подключения тока одновременно на трех фазах. Они могут работать в диапазоне 10-120 ампер. Среди них есть устройства реверсивного вида, отличающиеся обозначением и бесконтактной коммутацией. Их задача заключается в осуществлении надежного подключения всех цепей по-отдельности.

Чтобы защитить реле от ложных срабатываний, применяют специальные устройства.

Они применяются при запуске и эксплуатации асинхронного электромотора. При выборе такого устройства нужно сделать необходимый запас мощности. Для защиты реле от перенапряжений также применяется предохранитель быстрого действия, либо варистор.

Реле трехфазного исполнения имеют срок службы больше, чем 1-фазные реле. Коммутация осуществляется после перехода тока через нулевую границу.

По методам коммутации реле делятся:

• Реле для емкостных и индуктивных нагрузок.
• Реле для мгновенных срабатываний, применяются при необходимости быстрого подключения.
• С фазным управлением, дающим возможность регулировки освещения, нагревательных элементов.

По конструктивным особенностям реле делятся:

• С возможностью монтажа на рейку DIN.
• Для переходных планок, универсальные.

Достоинства и недостатки

Благодаря такому принципу действия мы получаем ряд преимуществ и недостатков.

Преимущества

• Отсутствие каких-либо щелчков при переключении. Хотя отсутствие звуковой индикации для кого-то может быть и минусом.
• Полупроводниковые твердотельные реле не искрят, не дребезжат и механически не изнашиваются, благодаря чему получается срок службы как минимум десятки лет без какого-либо обслуживания.
• Благодаря свойствам полупроводниковых элементов, возможна коммутация с минимумом помех.
• Высокое быстродействие позволяет производить включение при переходе напряжения через ноль. А при выключении симистор закрывается не сразу, а ровно тогда, когда через ноль переходит ток, что тоже снижает уровень помех.
• Малый расход электрической энергии благодаря тому, что нет электромагнитной связи. Использование полупроводников позволяет снизить потребление электрической энергии на 90%.
• Твердотельные реле имеют небольшие габариты, что позволяет упростить его установку и транспортировку.
• Длительный срок работы, не требующий технического обслуживания устройства.
• Широкая сфера применения для различных типов устройств и приборов.
• Возможность осуществления большого количества срабатываний (более одного миллиарда).
• Обеспечивает надежную изоляцию цепей входа и силовых цепей между собой.
• Повышает производительность устройства.
• Механическая прочность выражается в герметичной конструкции, вибрационной и ударной стойкости.

Недостатки

Казалось бы, пора везде и всюду менять механические реле на твердотельные. Но не стоит торопиться. Есть здесь один подвох. На открытом полупроводниковом элементе падает на порядки большее напряжение, чем на замкнутых контактах обычного реле, а именно, около двух вольт. Казалось бы, ерунда, всего один процент от напряжения в розетке. Но, предположим, что мы управляем двухкиловаттным обогревателем, который потребляет ток около 10 ампер.

Какая же мощность тогда будет выделяться на хваленом твердотельном реле? Умножаем 10 на 2, и получаем целых 20 ватт. Без хорошего радиатора здесь, к сожалению, не обойтись. А какая мощность будет выделяться при коротком замыкании – вообще страшно представить. Полупроводники расплавятся моментально, намного быстрее, чем сработает обычный автоматический выключатель в распределительном щитке.

Спасти твердотельные реле от губительного влияния короткого замыкания смогут только быстродействующие предохранители. Кроме большого выделения тепла есть у твердотельного реле еще один недостаток. Помех оно излучает меньше, но при этом само боится помех. И для защиты от них параллельно полупроводниковому элементу подключается цепочка из резистора и конденсатора.

И даже когда полупроводниковый элемент закрыт, реле все равно пропускает ток в несколько миллиампер. Для электрообогревателя это конечно не страшно, а вот, например, компактная люминесцентная лампа может начать вспыхивать. Практически можно увидеть, как нагрев мешает применяемости твердотельного реле.

Сфера применения

Твердотельные реле применяются очень широко. Они работают там, где необходимо подключать индуктивную нагрузку. Основные области использования рассматриваемых реле:

• Системы с регулированием температуры нагревательными элементами.
• Поддержание одной температуры в процессах и технологиях промышленного производства.
• Подключение цепей управления.
• Заменяют магнитные пускатели реверсивного действия.
• Управление электродвигателями.
• Контроль температуры трансформаторов и других устройств.
• Регулировка уровня света.

Как выбрать твердотельные реле

Чтобы приобрести такой вид реле, рекомендуется посетить специализированный магазин электронных товаров. Там квалифицированные специалисты окажут помощь в подборе подходящего реле по всем параметрам.

При выборе рекомендуется учитывать такие свойства реле:

• Тип реле.
• Наличие креплений.
• Материал корпуса.
• Скорость работы.
• Наличие вспомогательных функций.
• Фирма изготовитель.
• Мощность.
• Расход электричества.
• Габаритные размеры.

Есть важный совет при покупке реле. Твердотельные реле рекомендуется устанавливать с запасом по мощности в несколько раз. В противном случае, даже небольшое превышение мощности выведет из строя реле.

Для защиты реле от неисправностей рекомендуется применять специальные предохранители. Имеется несколько видов предохранителей для защиты твердотельных реле:

• g R – применяются в широком интервале мощностей, имеют повышенное быстродействие.
• g S – применяются для любого тока, осуществляют защиту полупроводников от высоких нагрузок сети.
• a R – осуществляют защиту полупроводников от короткого замыкания.

Такие предохранители стоят недешево, их стоимость примерно равна цене самого реле. Однако это стоит того, так как они создают эффективную защиту реле от выхода из строя. Бывают и другие виды предохранителей, относящиеся к классам В, С, D. Они имеют отличия в том, что осуществляют защиту низкого качества, и меньшей ценой.

Во время работы твердотельные реле быстро нагреваются. При чрезмерном нагреве коммутация происходит с отклонением от нормального режима, ток снижается. При достижении 65 градусов, реле сгорает. Поэтому, для нормальной работы реле необходим радиатор охлаждения, а также запас по току в 3-4 раза больше номинала. При применении реле для регулирования скорости электродвигателей, запас по току следует повысить до 8-10 раз.

Похожие темы:

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 U_макс;

• Коммутируемый ток I_макс;

• 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:

Твердотельное реле: устройство, принцип работы, назначение

Твердотельные реле — это электронные устройства, которые медленно, но уверенно вытесняют из технической ниши такие коммутационные аппараты, как силовые электромагнитные реле и контакторы. Все это благодаря своим высоким коммутационным свойствам. Далее мы рассмотрим устройство, принцип работы и назначение твердотельных реле.

Область применения

Данные аппараты применяются в промышленной автоматике, телеметрии, горных и металлургических механизмах, химической промышленности, медицинском оборудовании, военной электронике и прочих сферах.

Из названия «твердотельный» подразумевается отсутствие каких либо подвижных частей. Вместо контактной группы их заменяет электронный силовой ключ. Благодаря чему этот тип аппарата не создает дугу во время коммутации. Данное свойство очень полезно при использовании в химической промышленности, в местах сильной загазованности, а также в тех местах где содержание абразивной пыли велико. Также время реакции на поступивший сигнал должно быть моментальным, тысячные доли миллисекунды, отсутствие гистерезиса, широкий температурный диапазон, бесшумность коммутации.

Особенности устройств

Отсутствие переходных процессов в виде дуги и искр увеличивает время эксплуатации в несколько раз. Если обычный контакт, в лучшем случае, рассчитан на 500 тысяч коммутаций, то силовой электронный элемент не имеет таких данных. Даже при более высокой стоимости, электронные реле выгоднее использовать еще и с точки зрения экономии, ведь для их включения и выключения необходимо меньше потратить электроэнергии по сравнению с традиционным электромагнитным реле, и управление мощной нагрузкой происходит непосредственно микросхемами.

Номенклатура типов изделий довольно большая: от миниатюрных размеров до устройств, управляющих двигателями исполнительных механизмов. Также разница и в типе коммутируемого напряжения, на постоянное и переменное. Это необходимо учитывать при выборе твердотельного реле.

У каждого устройства есть свои слабые стороны, и твердотельные реле не исключение. Ахиллесова пята электронных ключей — это чувствительность к току нагрузки, превышение которого электронные компоненты тяжело переживают, а при превышении в несколько раз, и вовсе выходят из строя. Поэтому при подборе или замене аппарата, необходимо ответственно подойти и к защите ключа защитными устройствами. Нужно выбирать ключи в два или три раза большим током, от коммутируемой нагрузки. Помимо этого важно снабдить силовую цепь предохранительными плавкими вставками или быстрыми специальными автоматами класса В.

Конструкция

Устройство твердотельного реле — это электронная плата, состоящая из силового ключа, элемента развязки и узла управления. В качестве силовых элементов могут быть использованы:

• для цепей постоянного тока: транзисторы, полевые транзисторы, составные транзисторы MOSFET или модули IGBT.
• для управления цепями с переменным напряжением устанавливают симисторные ключи или тиристорные сборки.

В качестве элемента развязки устанавливают оптроны — это устройство состоит из светоизлучающего элемента и фото приемника, разделенных прозрачным диэлектриком. Узел управления представляет собой схему стабилизации напряжения и тока для светоизлучающего элемента в оптроне.

Как видно из схемы, входы управления под номерами 3 и 4, а выход — клеммы 1 и 2. В данной схеме входной сигнал может быть от 70 вольт до 280 переменного напряжения, а напряжение на нагрузке может достигать 480 вольт. Не имеет значения, на каком контакте расположен потребитель, до или после реле.

Условное обозначение твердотельного реле на схеме может выглядеть так (для увеличения нажмите на картинку):

Что касается схемы подключения, в ней аппарат установлен после нагрузки, соединяя его с землей. При таком подключении в случае короткого замыкания на землю, реле исключается из цепочки протекания тока.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно демонстрируется, как работает твердотельное реле и из чего оно состоит:

Вот мы и рассмотрели назначение, область применения и конструкцию твердотельного реле. Надеемся, предоставленная информация была полезной и понятной!

Наверняка вы не знаете:

Твердотельное реле — Практическая электроника

Что такое твердотельное реле

Твердотельное реле (ТТР) или в буржуйском варианте Solid State Relay (SSR) — это особый вид реле, которые выполняют те же самые функции, что и электромагнитное реле, но имеет другую начинку, состоящую из полупроводниковых радиоэлементов, которые имеют  своем составе силовые ключи на тиристорах, симисторах или мощных транзисторах.

Виды твердотельных реле

Выглядеть ТТР могут по-разному. Ниже на фото слаботочные реле

Такие релe используются в печатных платах и предназначены для коммутации (переключения)  малого тока и напряжения.

На ТТР строят также сразу готовые модули входов-выходов, которые используются в промышленной автоматике

А вот так выглядят реле, используемые в силовой электронике, то есть в электронике, которая коммутирует большую силу тока. Такие реле используется в промышленности в блоках управления станков ЧПУ и других промышленных установках

Слева однофазное реле, справа трехфазное.

Если через коммутируемые контакты силовых  реле будет проходить приличный ток, то корпус реле будет очень сильно греться. Поэтому, чтобы реле не перегревались и не выходили из строя, их ставят  на радиаторы, которые рассеивают тепло в окружающее пространство.

Твердотельные реле по типу управления

ТТР могут управляться с помощью:

1) Постоянного тока. Его диапазон составляет от 3 и до 32 Вольт.

2) Переменного тока. Диапазон переменного тока составляет от 90 и до 250 Вольт. То есть такими реле можно спокойно управлять с помощью сетевого напряжения 220 В.

3) С помощью переменного резистора. Значение переменного резистора может быть в диапазоне от 400 и до 600 Килоом.

Твердотельные реле по типу переключения

С коммутацией перехода через ноль

Посмотрите внимательно на диаграмму

Такие ТТР на выходе коммутируют переменный ток. Как вы здесь можете заметить, когда мы подаем на вход такого реле постоянное напряжение, у нас коммутация на выходе происходит не сразу, а только тогда, когда переменный ток  достигнет нуля. Выключение происходит подобным образом.

Для чего это делается? Для того, чтобы уменьшить влияние помех на нагрузках и уменьшить импульсный бросок тока, который может привести к выходу нагрузки из строя, если тем более нагрузкой будет являться схема на полупроводниковых радиоэлементах.

Схема подключения и внутреннее строение такого ТТР выглядит примерно вот так:

управление постоянным токомуправление переменным током

Мгновенного включения

Здесь все намного проще. Такое реле сразу начинает коммутировать нагрузку при появлении на нем управляющего напряжения. На диаграмме видно, что выходное напряжение появилось сразу, как только мы подали управляющее напряжение на вход. Когда мы уже снимаем управляющее напряжение, реле выключается также, как и ТТР с контролем перехода через ноль.

В чем минус данного ТТР? При подаче на вход управляющего напряжения, у нас на выходе могут возникнуть броски тока,  а в следствии и электромагнитные помехи. Поэтому, данный тип реле не рекомендуется использовать в радиоэлектронных устройствах, где есть шины передачи данных, так как в этом случае помехи могут существенно помешать передаче информационных сигналов.

Внутреннее строение ТТР и схема подключения нагрузки выглядят примерно вот так:

С фазовым управлением

Здесь все намного проще. Меняя значение сопротивления, мы тем самым меняем мощность на нагрузке.

Примерная схема подключения выглядит вот так:

Работа твердотельного реле

В гостях у нас ТТР фирмы FOTEK:

Давайте разберемся с его обозначениями.  Вот небольшая табличка-подсказка для этих типов реле

Давайте еще раз взглянем на наше ТТР

SSR — это значит однофазное твердотельное реле.

40 — это на какую максимальную силу тока она рассчитана. Измеряется в Амперах и в данном случае составляет 40 Ампер. 

D — тип управляющего сигнала. От значения Direct Current — что с буржуйского — постоянный ток. Управление ведется постоянным током от 3 и до 32 Вольт. Этого диапазона хватит самому заядлому разработчику радиоэлектронной аппаратуры. Для особо непонятливых даже написано Input, показан диапазон и фазировка напряжения. Как вы видите, на контакт №3 мы подаем «плюс», а на №4 мы подаем «минус».

А — тип коммутируемого напряжения. Alternative current — переменный ток. Цепляемся в этом случае к выводам №1 и №2. Можем коммутировать диапазон от 24 и  до 380 Вольт переменного напряжения.

Для опыта нам понадобится лампа  накаливания на 220 Вольт и простая вилка со шнуром. Соединяем лампу со шнуром только в одном месте:

В разрыв вставляем наше  твердотельное реле

Втыкаем вилку в розетку и…

Нет… не хочет… Чего-то не хватает…

Не хватает управляющего напряжения! Выводим напряжение от Блока питания  от 3 и до 32 Вольт постоянного напряжения. В данном случае я взял 5 Вольт. Подаю на управляющие контакты и…

О чудо! Лампочка загорелась!  Это значит, что контакт №1 замкнулся с контактом №2. О срабатывании реле нам также говорит и светодиод на корпусе самого реле. 

Интересно, какую силу тока потребляют управляющие контакты реле? Итак, имеем на блоке 5 Вольт.

А сила тока получилась 11,7 миллиампер! Можно управлять хоть микроконтроллером!

Плюсы и минусы твердотельного реле

Плюсы

• включение  и выключение цепей без электромагнитных помех
• высокое быстродействие
• отсутствие шума и дребезга контактов
• продолжительный период работы (свыше МИЛЛИАРДА срабатываний)
• возможность работы во взрывоопасной среде, так как нет дугового разряда
• низкое энергопотребление (на 95% (!) меньше, чем у обычных реле)
• надёжная изоляция между входными и коммутируемыми цепями
• компактная герметичная конструкция, стойкая к вибрации и ударным нагрузкам
• небольшие размеры и хорошая теплоотдача (если конечно использовать термопасту и хороший радиатор)

Минусы:

Твердотельное реле: схема, принцип работы, подключение

Чтобы обеспечить бесконтактную коммуникацию различных устройств без использования электромагнитов применяют твердотельное реле. Об особенностях, принципе действия и схеме подключения данного устройства поговорим далее.

Оглавление:

1. Твердотельное реле — принцип работы
2. Преимущества и сфера использования твердотельного реле
3. Разновидности твердотельных реле
4. Выбор и покупка твердотельного реле
5. Особенности подключения твердотельного реле

Твердотельное реле — принцип работы

Твердотельное реле — это устройство, обеспечивающее контакт между низковольтными и высоковольтными электрическими цепями.

Рассматривая структуру данного прибора, большинство моделей схожи между собой, имеют незначительные отличия, которые никак не влияют на принцип их работы.

Структура твердотельного реле включает наличие:

• входа,
• оптической развязки,
• триггерной цепи,
• цепи переключателя,
• цепи защиты.

Входом является первичная цепь, которая характеризуется наличием резистора на постоянном изоляторе, который имеет последовательное подключение. Основная функция цепи входа состоит в принятии сигнала и передаче команды устройству твердотельного реле, которое коммутирует нагрузку.

В качестве изоляции входной и выходной сети с переменным током используется устройство оптической развязки. От типа данного компонента, зависит вид реле и его принцип работы.

Для обработки входного сигнала и переключения выхода используется конструкция триггерной цепи. Она выступает, как отдельный элемент, а в некоторых моделях входит в состав оптической развязки.

Чтобы подать силу напряжения на нагрузку используется цепь переключающего типа, которая включает транзистор, кремниевый диод и симистор.

Чтобы защитить твердотельное реле от сбоев в работе или возникновения ошибок, используется отдельная защитная цепь. Это устройство бывает двух видов: внутреннего и внешнего.

Твердотельное реле схема состоит из:

• системы контроля,
• устройства твердотельного реле,
• двигателя, насоса, сварочного аппарата, трансформатора или нагревателя.

Чтобы коммутировать индуктивную нагрузку с помощью твердотельного реле следует увеличить запас тока в 6-8 раз.

Принцип работы твердотельного реле состоит в замыкании или размыкании контактов, которые передают напряжение непосредственно на реле. Чтобы привести в действие контакты необходимо наличие активатора. Его роль в твердотельном реле выполняет полупроводник или твердотельный прибор. В устройствах которые работают при переменном токе это тиристор или симистор, а для приборов с постоянным током — транзистор.

Прибор, который характеризуется наличием ключевого транзистора, является твердотельным реле. Это, например, датчик движения или света, который с помощью транзистора осуществляет передачу напряжения.

Между напряжением в катушке и силовых контактах появляется действие гальванической развязки, которое исчезает в следствие наличия оптической цепи.

Преимущества и сфера использования твердотельного реле

Твердотельное реле часто заменяет обычные контактеры из-за большого количества преимуществ перед ними. Рассмотрим основные достоинства твердотельного реле:

1. Небольшое потребление энергии — из-за отсутствия электромагнитного разнесения, электромагнитное реле потребляет много электроэнергии, так как в твердотельном реле используется полупроводник, количество электроэнергии для его работы меньше на 90%.

2. Твердотельное реле малогабаритное устройство, это качество позволяет его легко транспортировать и устанавливать.

3. Данное устройство характеризуется высоким уровнем быстродействия и не требует ожидания для запуска.

4. Низкая шумопроизводительность — еще одно преимущество твердотельного реле перед контактерами.

5. Такие приборы отличаются более длительным сроком эксплуатации и не требуют дополнительного технического обслуживания.

6. Имеют большую сферу использования и подходят для разных приборов.

7. Твердотельное реле позволяет включать цепь не допуская помех электромагнитного характера.

8. Высокий уровень быстродействия позволяет избежать дребезга контактов во время работы устройства.

9. Твердотельное реле позволяет осуществить более миллиарда срабатываний.

10. Наличие надежной изоляции между цепями входа и коммутации повышает производительность прибора.

11. Реле отличается наличием компактной герметичной конструкции и стойкой вибрацией перед ударами.

Сфера использования твердотельного реле достаточно широкая. Их используют в том случае, если возникает необходимость в коммутации индуктивной нагрузки. Рассмотрим основные области применения данного устройства:

• система, в которой производится регулировка температуры при помощи тэна;
• чтобы поддержать постоянную температуру в технологическом процессе;
• для коммутирования цепи управления;
• при выполнении замены пускателей бесконтактного реверсного типа;
• управление электрическими двигателями;
• контроль нагрева, трансформаторов и других технических приборов;
• регулирование уровня освещения.

Разновидности твердотельных реле

Есть несколько разновидностей твердотельного реле, которые отличаются особенностями контролирующего и коммутируемого напряжения:

1. Твердотельные реле постоянного тока — используется при действии постоянного электричества в диапазоне от 3 до 32-х Вт. Характеризуется высокими удельными характеристиками, светодиодной индикацией, высокой надежностью. Большинство моделей имеют широкий диапазон рабочих температур от -30 до +70 градусов.

2. Твердотельные реле переменного тока отличается низким уровнем электромагнитных помех, отсутствием шума во время работы, низким потреблением электроэнергии и высокой скоростью работы. Рабочий интервал составляет 90-250 Вт.

3. Твердотельные реле с ручным управление, позволяют настраивать тип работы.

В соотношении с типом нагрузки выделяют:

• однофазное твердотельное реле,
• трехфазное твердотельное реле.

Однофазное реле позволяет коммутировать электричество в диапазоне 10-120 А, или в диапазоне 100-500 А. Фазовое управление осуществляется при помощи аналогового сигнала и переменного резистора. Трехфазные реле применяют для коммутации тока сразу на трех фазах одновременно. Они имеют рабочий интервал от 10 до 120 А. Среди трехфазных реле выделяют устройства реверсивного типа, которые отличаются маркировкой и бесконтактной коммукацией. Их функция состоит в надежной коммутации каждой цепи отдельно. Специальные устройства способны надежно защищать реле от ложных включений.

Они используются во время запуска и работы асинхронного двигателя, который производит их реверс. При выборе данного устройства необходимо соблюдать большой запас мощности тока, который безопасно и эффективно эксплуатирует устройство.

Чтобы избежать возникновения перенапряжений при использовании реле, следует обязательно приобрести варистор или предохранитель быстрого действия.

Трехфазные реле отличаются более длительным сроком эксплуатации, чем однофазные. Коммукация происходит в следствие перехода тока через ноль и светодиодную индикацию.

В соотношении с методом коммукации выделяют:

• устройства, выполняющие нагрузки емкостного типа, редуктивного типа, слабой индукции;
• реле со случайным или мгновенным включением, используются в том случае, когда требуется мгновенное срабатывание;
• реле с наличием фазового управления, позволяют производить настройку нагревательных элементов, ламп накаливания.

В соотношении с конструкцией твердотельные реле бывают:

• монтируемые на Д И Н рейки,
• универсальные, устанавливаемые на планки переходного типа.

Выбор и покупка твердотельного реле

Чтобы купить твердотельное реле, следует обратиться в специализированный магазин электроники, в котором опытные специалисты помогут подобрать устройство, в соотношении с необходимой мощностью.

Твердотельное реле цена определяется такими характеристиками:

• тип устройства,
• наличие крепежных элементов,
• материал, из которого изготовлен корпус,
• мгновенное или постепенное включение,
• наличие дополнительных функций,
• производитель,
• мощность,
• потребление электроэнергии,
• габариты прибора.

Во время покупки твердотельного реле, следует учесть один очень важный момент. Данные устройства должны работать с запасом мощности, который превышает мощность устройства в несколько раз. Если не придерживаться этого правила, при небольшом повышении мощности, прибор мгновенно выйдет из строя.

Рекомендуется использование специальных предохранителей, которые помогут избежать поломки реле.

Есть несколько разновидностей предохранителей:

• g R — используются во широком диапазоне мощностей, отличаются быстрым действием;
• g S — используются во всем диапазоне тока, защищаю элементы полупроводников от повышенных нагрузок электросети;
• a R — защищают элементы полупроводникового типа от возникновения коротких замыканий.

Такие устройства имеют достаточно высокую стоимость, которая приравнивается к стоимости самого реле, но они обеспечивают высокоэффективную защиту устройства от поломки.

Существуют другие предохранители, которые относятся к классу В, С и D. Они отличаются меньшим спектром защиты и более дешевой стоимостью.

Во время эксплуатации твердотельного реле, следует учесть, что данный прибор очень быстро нагревается. Если корпус устройства очень сильно нагрелся, то оно не способно коммутировать ток в обычном режиме, количество тока очень сильно снижается. Если температура нагрева достигнет 65 градусов, то прибор сгорит.

Поэтому во время использования реле обязательно требуется установка охлаждающего радиатора. И запас тока должен быть в три, четыре раза выше. Если производится регулировка двигателей асинхронного типа, то запас тока увеличивается в восемь-десять раз.

Особенности подключения твердотельного реле

Рекомендации по самостоятельному подключению твердотельного реле:

1. Соединения не требуют использования пайки, а осуществляются винтовым способом.

2. Чтобы избежать повреждения прибора нельзя допускать попадания в него пыли или элементов металлического происхождения.

3. Не разрешается прилагать недопустимые внешние воздействия на корпус устройства.

4. Не размещайте твердотельное реле рядом с легко воспламеняющимися предметами, а также не прикасайтесь к прибору, в то время когда он работает, чтобы избежать получения ожогов.

5. Перед включением реле следует убедиться в правильной коммутации соединений.

6. В случае нагрева корпусы выше 60 градусов, рекомендуется установка реле на радиатор охлаждения.

7. Чтобы избежать повреждения прибора нельзя допускать возникновения короткого замыкания на выходе.

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.

Как работают твердотельные реле?

Электрические реле в той или иной форме используются уже более 100 лет. Только в 1971 году, когда компания Crydom изобрела твердотельное реле, у нас был следующий большой шаг в развитии релейной технологии.

Независимо от того, переключаете ли вы что-либо с включения на выключение, управляете сигнальными лампами или управляете индуктивными или резистивными нагрузками; SSR могут использоваться в различных приложениях, сохраняя при этом относительно простой дизайн.Мы подумали, что пора пролить свет на скромное твердотельное реле.

Во-первых, давайте начнем с некоторого распространенного языка, который мы обычно используем при обсуждении SSR.

Твердотельное реле

Это может быть само собой разумеющимся, но почему бы не начать с абсолютных основ? Основное различие между электромеханическим реле и твердотельным реле заключается в том, что в SSR нет реальных движущихся компонентов (как следует из названия!) Вместо того, чтобы полагаться на физический контакт, движущийся для замыкания цепи, SSR полагаются на либо инфракрасные светоизлучающие диоды или светодиодные соединители для работы.

Типы: Трансформатор, оптоизолятор, конденсатор, эффект Холла, магнитосопротивление

Гальваническая развязка

Это практика разделения электрических компонентов. Вместо использования физического соединения для активации реле гальваническая развязка означает, что соединение должно быть выполнено с использованием светодиодов или инфракрасного света. Гарантируя отсутствие сбоев, гальваническая развязка также обеспечивает проводную связь с несколькими устройствами, которым требуется отдельная регулировка мощности.

Оптопара (также известная как оптоизолятор, оптический изолятор или оптопара)

Применительно к SSR оптопары — это компоненты источника света (обычно светодиодные или инфракрасные), которые позволяют производить переключение.

Передатчик (Tx) и приемник (Rx) расположены внутри SSR, где они получают питание от управления сигналом. После подачи питания оптопара переключает цепь (на размыкание или замыкание), что позволяет сигналу полного напряжения проходить через выход SSR.

Вообще говоря, оптрон состоит из двух отдельных компонентов, один для передачи сигнала, а другой для приема; но чаще всего упоминается как единое целое.

Управление сигналом (также известное как управление или напряжение цепи)

Относительно низкое напряжение, специально используемое для переключения оптопары с выключенного состояния на включенное или наоборот.Обычно в зависимости от производителя это может быть от 3 или 4 вольт постоянного тока до 24 вольт постоянного тока.

Номинальное напряжение

Стандартное напряжение, при котором ТТР рассчитан на работу.

Рабочее напряжение Полный потенциальный диапазон напряжения, при котором SSR может функционировать, в котором напряжение входного сигнала может колебаться.

Транзистор (биполярный или МОП):

MOSFET (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) представляет собой полупроводниковое устройство, состоящее из двух металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов (MOSFET), одного N-типа и одного P-типа, интегрированных на одном кремниевом кристалле.MOSFET обычно используется для переключения нагрузок постоянного тока.

SCR Кремниевый выпрямитель (SCR):

Четырехслойное твердотельное устройство, контролирующее ток. SCR действует как переключатель, проводящий, когда его затвор получает ток, и он продолжает проводить до тех пор, пока он смещен в прямом направлении. SCR идеально подходит для переключения всех типов нагрузок переменного тока.

TRIAC :

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. Это приводит к двунаправленному электронному переключателю, который может проводить ток в любом направлении. Симистор идеально подходит для переключения резистивных нагрузок переменного тока.

Классно! Теперь, когда мы рассмотрели некоторые из наиболее распространенных жаргонов, встречающихся при обсуждении SSR, мы можем начать разбивать различные типы SSR на основе их частот переключения.

Нулевое переключение:

• Для резистивных и емкостных нагрузок
• При подаче управляющего напряжения выход SSR активируется при первом пересечении нуля линейного напряжения. Время отклика менее 8,33 мс. Также предлагается с дополнительной функцией мониторинга системы и функцией измерения тока.

• Из-за возможности высокого импульсного тока и напряжения блокировки, SSR этого типа переключения также будут успешно работать с большинством индуктивных и емкостных нагрузок.Это наиболее часто используемые твердотельные реакторы в машинах для формования пластмасс, упаковочных машинах, паяльном оборудовании и оборудовании для пищевой промышленности.

Мгновенное включение:

• Для индуктивных нагрузок.
• Выход SSR активируется сразу после подачи управляющего напряжения. Следовательно, это реле может включаться в любом месте на кривой синусоидального напряжения переменного тока.Время отклика обычно может составлять всего 1 мс.
• SSR особенно подходит для приложений, где требуется быстрое время отклика, таких как соленоиды или катушки.

Пиковое переключение:

• Для тяжелых индуктивных нагрузок.
• Пиковое переключение SSR спроектировано таким образом, что выходная мощность активируется при первом пике линейного напряжения при приложении управляющего напряжения.После первого полупериода SSR с переключением пика работает как обычный SSR с переключением нуля.

• В дальнейшем пик пускового тока может быть уменьшен в течение первого полупериода для индуктивных нагрузок. Идеально подходит для индуктивных нагрузок с остаточным железным сердечником (например, трансформаторов).

Коммутация постоянного тока:

• Для резистивных и индуктивных нагрузок.
• Силовой полупроводник в реле постоянного тока работает в соответствии с управляющим входом. Время отклика менее 100 мс. Коммутационные реле постоянного тока используются с резистивными и индуктивными нагрузками для управления двигателями постоянного тока и клапанами.
• При переключении индуктивных нагрузок необходимо в качестве защиты соединить избыточное напряжение на свободном диоде параллельно нагрузке.

Аналоговая коммутация:

• Для резистивных нагрузок.
• Поскольку управляющий вход аналогового реле 4–20 мА или 0–10 В постоянного тока может изменяться, выход работает в соответствии с принципом управления фазой. Реле оснащено встроенной схемой синхронизации для контроля фазового угла. Выход пропорционален входному сигналу. Передаточная функция линеаризована и воспроизводима.

• Эти твердотельные реле очень полезны в приложениях с замкнутым контуром или там, где плавный пуск может ограничить высокие пусковые токи.Идеально подходит для использования в переключении кварцевых нагревателей или в приложениях, требующих точного контроля температуры.

Аналоговое переключение полного цикла:

• Для резистивных нагрузок.
• С этим конкретным принципом переключения SSR обеспечивает несколько полных циклов, равномерно распределенных в течение фиксированного периода времени, в зависимости от управляющего входа (4-20 мА или 0-10 В постоянного тока) — с низким значением входа, соответствующим нулю и высокое значение входа на полный выход с периодом 1.28 секунд.
• Типичные области применения включают: аналоговое управление нагревательными элементами с помощью монтируемых или автоматических контроллеров с управляющим сигналом 4-20 мА или 0-10 В постоянного тока. Управление зонами нагрева, аналоговое управление хрупкими нагревательными элементами, которые используются для резки, сварки и т. Д., Срок службы которых может быть увеличен за счет снижения тепловой нагрузки.

Нулевое переключение с системным мониторингом:

• Для резистивных и индуктивных нагрузок.
• Системный мониторинг (определение) SSR обеспечивает выход сигнала тревоги в случае отказа цепи.Мониторы внутренней схемы:
  • Напряжение сети
  • Ток нагрузки
  • Правильное функционирование ССР

Состояние входа SSR:

• Реле предназначено для приложений, где требуется немедленное обнаружение неисправности. Для определения состояния неисправности доступен выходной сигнал тревоги.

Переключение нуля с измерением тока:

• Для резистивных и индуктивных нагрузок.
• Solitron MIDI Current Sensing SSR — это тип переключения нуля, который также обеспечивает выход сигнала тревоги при обнаружении изменений нагрузки.
• Типичные условия, которые могут быть обнаружены, включают: обрыв нагревателя, обрыв цепи, частичное короткое замыкание нагревателя, перегоревший предохранитель, короткое замыкание полупроводника и неисправное подключение к источнику питания. Встроенный датчик тока устраняет необходимость в дополнительном внешнем оборудовании.
• Уставка «TEACH-IN» достигается нажатием кнопки или дистанционно, если предпочтительнее HMI.
• Как показано выше, аварийный выход PNP выдает серию импульсов, которые идентифицируют конкретный тип обнаруженной неисправности. Взаимодействие с ПЛК может обеспечить четкую индикацию неисправности. Также доступен тревожный выход NPN.

Готовы обновить реле? При рассмотрении того, какой тип реле лучше всего подойдет для вашего приложения, следует учитывать несколько важных факторов.

Из трех вариантов Marshall Wolf Automation, Mercury, Solid State и Ice Cube, SSR предлагают тихое и долговечное решение.Однако это связано с дополнительным фактором производства тепла, который можно решить, добавив радиатор или термопрокладку.

У нас есть группа агентов технической поддержки, готовая помочь вам найти подходящий ретранслятор для вашего приложения. Просто позвоните нам по телефону (847) 658-8130 и попросите техническую поддержку или напишите нам по электронной почте по адресу: [электронная почта защищена].

Визуальный мыслитель в цифровом спектре, или в терминах непрофессионала… .Я создаю весь визуальный контент для Marshall Wolf Automation 🙂 Имея опыт работы в области видеорекламы и производства фильмов, я работаю с отделом маркетинга MWA, чтобы наши клиенты читали наши блоги и просматривали наши продукты.

Твердотельное реле или твердотельный переключатель

В отличие от электромеханических реле (EMR), которые используют катушки, магнитные поля, пружины и механические контакты для управления и переключения источника питания, твердотельное реле или SSR не имеет движущихся частей, а вместо этого использует электрические и оптические свойства твердотельного полупроводники для выполнения функций изоляции и переключения между входами и выходами.

Как и обычное электромеханическое реле, SSR обеспечивают полную гальваническую развязку между своими входными и выходными контактами, а его выход действует как обычный электрический переключатель в том смысле, что он имеет очень высокое, почти бесконечное сопротивление в непроводящем (разомкнутом) состоянии и очень низкое сопротивление при проводке (закрыто).Твердотельные реле могут быть спроектированы для переключения как переменного, так и постоянного тока с использованием SCR, TRIAC или переключающего транзисторного выхода вместо обычных механических нормально разомкнутых (NO) контактов.

В то время как твердотельное реле и электромеханическое реле принципиально схожи в том, что их вход низкого напряжения электрически изолирован от выхода, который переключает и управляет нагрузкой, электромеханические реле имеют ограниченный жизненный цикл контактов, могут занимать много времени. комнаты и имеют более низкую скорость переключения, особенно большие силовые реле и контакторы.У твердотельных реле таких ограничений нет.

Таким образом, основные преимущества твердотельных реле по сравнению с обычными электромеханическими реле заключаются в том, что у них нет движущихся частей, которые могут изнашиваться, и, следовательно, нет проблем с дребезжанием контактов, они могут переключаться как в состояние «ВКЛ», так и в «ВЫКЛ» намного быстрее, чем механическое реле. якорь реле может двигаться, а также включать нулевое напряжение и отключать нулевой ток, устраняя электрические помехи и переходные процессы.

Твердотельные реле

можно купить в стандартных готовых упаковках с диапазоном от нескольких вольт или ампер до многих сотен вольт и ампер с возможностью переключения выхода.Однако твердотельные реле с очень высоким номинальным током (150 А плюс) по-прежнему слишком дороги для покупки из-за их требований к силовым полупроводникам и теплоотводу, и поэтому по-прежнему используются более дешевые электромеханические контакторы.

Подобно электромеханическому реле, небольшое входное напряжение, обычно от 3 до 32 вольт постоянного тока, может использоваться для управления очень большим выходным напряжением или током. Например 240В, 10А. Это делает их идеальными для взаимодействия микроконтроллеров, PIC и Arduino, поскольку слаботочный 5-вольтовый сигнал, скажем, от микроконтроллера или логического элемента, может использоваться для управления конкретной нагрузкой схемы, и это достигается с помощью оптоэлектронной схемы. изоляторы.

Вход твердотельного реле

Одним из основных компонентов твердотельного реле (SSR) является оптоизолятор (также называемый оптопарой), который содержит один (или несколько) инфракрасных светодиодов или светодиодных источников света, а также фоточувствительное устройство. в одном случае. Оптоизолятор изолирует вход от выхода.

Светодиодный источник света подключен к секции входного привода SSR и обеспечивает оптическую связь через зазор с соседним фоточувствительным транзистором, парой Дарлингтона или симистором.Когда через светодиод проходит ток, он загорается, и его свет фокусируется через зазор на фототранзистор / фотомистор.

Таким образом, выход SSR с оптической связью включается путем включения этого светодиода, обычно с помощью сигнала низкого напряжения. Поскольку единственное соединение между входом и выходом — это луч света, изоляция высокого напряжения (обычно несколько тысяч вольт) достигается с помощью этой внутренней оптоизоляции.

Оптоизолятор не только обеспечивает более высокую степень изоляции входа / выхода, он также может передавать сигналы постоянного тока и низкочастотные сигналы.Кроме того, светодиод и фоточувствительное устройство могут быть полностью отделены друг от друга и оптически связаны с помощью оптического волокна.

Входная схема SSR может состоять только из одного токоограничивающего резистора, включенного последовательно со светодиодом оптоизолятора, или из более сложной схемы с выпрямлением, регулированием тока, защитой от обратной полярности, фильтрацией и т. Д.

Чтобы активировать или включить реле проданного состояния в состояние проводимости, к его входным клеммам должно быть приложено напряжение, превышающее его минимальное значение (обычно 3 В постоянного тока) (эквивалентно катушке электромеханического реле).Этот сигнал постоянного тока может быть получен от механического переключателя, логического элемента или микроконтроллера, как показано.

Входная цепь постоянного тока твердотельного реле

При использовании механических контактов, переключателей, кнопок, других контактов реле и т. Д. В качестве сигнала активации используемое напряжение питания может быть равно минимальному значению входного напряжения SSR, тогда как при использовании твердотельных устройств, таких как транзисторы, затворы и т. Д. Для микроконтроллеров минимальное напряжение питания должно быть на один или два вольта выше напряжения включения SSR, чтобы учесть внутреннее падение напряжения коммутирующих устройств.

Но помимо использования постоянного напряжения, втекающего или источника, для переключения твердотельного реле на проводимость, мы также можем использовать синусоидальную форму волны, добавив мостовой выпрямитель для двухполупериодного выпрямления и схему фильтра для постоянного тока. введите, как показано.

Цепь входа переменного тока твердотельного реле

Мостовые выпрямители

преобразуют синусоидальное напряжение в двухполупериодные выпрямленные импульсы с двойной входной частотой. Проблема здесь в том, что эти импульсы напряжения начинаются и заканчиваются с нуля вольт, что означает, что они упадут ниже минимальных требований к напряжению включения входного порога SSR, что приведет к тому, что выход будет «включаться» и «выключаться» каждые полупериод.

Чтобы преодолеть это беспорядочное срабатывание выхода, мы можем сгладить выпрямленную пульсацию, используя сглаживающий конденсатор (C1) на выходе мостового выпрямителя. Эффект зарядки и разрядки конденсатора повысит постоянную составляющую выпрямленного сигнала выше максимального значения напряжения включения на входе твердотельных реле. Тогда, даже если используется постоянно изменяющаяся форма волны синусоидального напряжения, на входе SSR отображается постоянное напряжение постоянного тока.

Значения резистора падения напряжения R ₁ и сглаживающего конденсатора C ₁ выбираются в соответствии с напряжением питания, 120 В переменного тока или 240 В переменного тока, а также входным сопротивлением твердотельного реле.Но подойдет что-то около 40 кОм и 10 мкФ.

Затем, добавив мостовой выпрямитель и схему сглаживающего конденсатора, можно управлять стандартным твердотельным реле постоянного тока, используя источник переменного или неполяризованного постоянного тока. Конечно, производители уже производят и продают твердотельные реле переменного тока (обычно от 90 до 280 вольт переменного тока).

Выход твердотельного реле

Возможности переключения выхода твердотельного реле могут быть переменным или постоянным током, что соответствует его требованиям к входному напряжению.Выходная цепь большинства стандартных твердотельных реле сконфигурирована для выполнения только одного типа переключения, что эквивалентно нормально разомкнутой, однополюсной, одноходовой (SPST-NO) работе электромеханического реле.

Для большинства SSR постоянного тока обычно используемыми твердотельными переключающими устройствами являются силовые транзисторы, транзисторы Дарлингтона и полевые МОП-транзисторы, тогда как для SSR переменного тока переключающее устройство представляет собой либо симистор, либо тиристоры, соединенные задними сторонами друг к другу. Тиристоры предпочтительнее из-за их высоких значений напряжения и тока.Один тиристор также можно использовать в схеме мостового выпрямителя, как показано.

Цепь выхода твердотельного реле

Наиболее распространенное применение твердотельных реле — переключение нагрузки переменного тока, будь то управление мощностью переменного тока для включения / выключения, уменьшения яркости света, управления скоростью двигателя или других подобных приложений, где требуется управление мощностью, эти переменные токи Нагрузками можно легко управлять с помощью слаботочного постоянного напряжения с помощью твердотельного реле, обеспечивающего длительный срок службы и высокую скорость переключения.

Одним из самых больших преимуществ твердотельных реле перед электромеханическим реле является их способность отключать нагрузки переменного тока в точке нулевого тока нагрузки, тем самым полностью устраняя искрение, электрические помехи и дребезг контактов, присущие обычным механическим реле и индуктивным реле. нагрузки.

Это связано с тем, что твердотельные реле переменного тока, переключающие переменный ток, используют тиристоры и тиристоры в качестве выходных переключающих устройств, которые продолжают проводить после удаления входного сигнала до тех пор, пока переменный ток, протекающий через устройство, не упадет ниже своего порогового значения или значения удерживающего тока.Тогда выход SSR никогда не может выключиться в середине пика синусоидальной волны.

Отключение при нулевом токе является основным преимуществом использования твердотельного реле, поскольку оно снижает электрические помехи и обратную ЭДС, связанную с переключением индуктивных нагрузок, которые воспринимаются контактами электромеханического реле как дуга. Рассмотрим приведенную ниже диаграмму выходных сигналов типичного твердотельного реле переменного тока.

Форма выходного сигнала твердотельного реле

При отсутствии входного сигнала ток нагрузки не протекает через SSR, поскольку он фактически выключен (разомкнут), а на выходных клеммах отображается полное напряжение питания переменного тока.При применении входного сигнала постоянного тока, независимо от того, какую часть синусоидальной формы волны, положительную или отрицательную, проходит цикл, из-за характеристик переключения при нулевом напряжении SSR выход включается только тогда, когда форма волны пересекает нулевая точка.

Когда напряжение питания увеличивается в положительном или отрицательном направлении, оно достигает минимального значения, необходимого для полного включения выходных тиристоров или симистора (обычно менее 15 вольт). Падение напряжения на выходных клеммах SSR соответствует падению напряжения во включенном состоянии переключающих устройств, V _T (обычно менее 2 вольт).Таким образом, любые высокие пусковые токи, связанные с реактивной или ламповой нагрузкой, значительно снижаются.

Когда сигнал входного напряжения постоянного тока удаляется, выход не отключается внезапно, поскольку после запуска в режим проводимости тиристор или симистор, используемый в качестве переключающего устройства, остается включенным в течение оставшейся части полупериода, пока токи нагрузки не упадут ниже уровня устройств. ток удержания, после чего он отключается. Таким образом, высокая обратная ЭДС dv / dt, связанная с переключением индуктивных нагрузок в середине синусоидальной волны, значительно снижается.

Тогда основными преимуществами твердотельного реле переменного тока по сравнению с электромеханическим реле являются его функция перехода через ноль, которая включает SSR, когда напряжение нагрузки переменного тока близко к нулю, тем самым подавляя любые высокие пусковые токи, поскольку ток нагрузки всегда будет начните с точки, близкой к 0 В, и присущей тиристору или симистору характеристике отключения при нулевом токе. Следовательно, существует максимально возможная задержка выключения (между снятием входного сигнала и снятием тока нагрузки) в один полупериод.

Твердотельное реле фазового затемнения

Хотя твердотельные реле могут выполнять прямое переключение нагрузки при переходе через ноль, они также могут выполнять гораздо более сложные функции с помощью цифровых логических схем, микропроцессоров и памяти. Еще одно отличное применение твердотельного реле — это регулировка яркости ламп, будь то дома, на шоу или концерте.

Ненулевое (мгновенное) переключающее твердотельное реле включается сразу после подачи входного управляющего сигнала, в отличие от SSR перехода через ноль, выше которого ожидается до следующей точки перехода через нуль синусоидального сигнала переменного тока.Это случайное переключение используется в резистивных приложениях, таких как регулирование яркости ламп, а также в приложениях, где требуется, чтобы нагрузка была запитана только в течение небольшой части цикла переменного тока.

Форма выходного сигнала со случайным переключением

Хотя это позволяет управлять фазой формы волны нагрузки, основная проблема SSR случайного включения заключается в том, что начальный импульсный ток нагрузки в момент включения реле может быть высоким из-за мощности переключения SSR, когда напряжение питания близка к своему пиковому значению (90 ^o ).Когда входной сигнал удаляется, он перестает проводить, когда ток нагрузки падает ниже тока удержания тиристоров или симисторов, как показано. Очевидно, что для SSR постоянного тока переключение ВКЛ-ВЫКЛ происходит мгновенно.

Твердотельное реле идеально подходит для широкого спектра применений переключения ВКЛ / ВЫКЛ, поскольку у них нет движущихся частей или контактов, в отличие от электромеханического реле (EMR). Существует множество различных коммерческих типов на выбор для входных управляющих сигналов переменного и постоянного тока, а также для переключения выходов переменного и постоянного тока, поскольку в них используются полупроводниковые переключающие элементы, такие как тиристоры, симисторы и транзисторы.

Но, используя комбинацию хорошего оптоизолятора и симистора, мы можем сделать собственное недорогое и простое твердотельное реле для управления нагрузкой переменного тока, такой как нагреватель, лампа или соленоид. Поскольку для работы оптоизолятору требуется лишь небольшое количество входной / управляющей мощности, управляющий сигнал может поступать от PIC, Arduino, Raspberry PI или любого другого подобного микроконтроллера.

Пример твердотельного реле №1

Предположим, нам нужен микроконтроллер с сигналом цифрового выходного порта всего +5 В для управления нагревательным элементом мощностью 120 В переменного тока и мощностью 600 Вт.Для этого мы могли бы использовать изолятор опто-симистора MOC 3020, но внутренний симистор может пропускать только максимальный ток (I _TSM ) в 1 ампер на пике источника питания 120 В переменного тока, поэтому также необходимо использовать дополнительный переключающий симистор. .

Сначала рассмотрим входные характеристики оптоизолятора MOC 3020 (доступны и другие опто-симисторы). В таблице данных оптоизоляторов указано, что падение прямого напряжения (V _F ) входного светодиода составляет 1,2 В, а максимальный прямой ток (I _F ) составляет 50 мА.

Светодиоду требуется около 10 мА, чтобы светить достаточно ярко до максимального значения 50 мА. Однако цифровой выходной порт микроконтроллера может подавать максимум 30 мА. Тогда требуемый ток составляет от 10 до 30 миллиампер. Следовательно:

Таким образом, можно использовать последовательный токоограничивающий резистор номиналом от 126 до 380 Ом. Поскольку порт цифрового вывода всегда переключает +5 вольт, и для уменьшения рассеиваемой мощности через светодиод оптопары, мы выберем предпочтительное значение сопротивления 240 Ом.Это дает прямой ток светодиода менее 16 мА. В этом примере подойдет любое предпочтительное сопротивление резистора от 150 до 330 Ом.

Нагрузка на нагревательный элемент резистивная 600 Вт. Использование источника переменного тока 120 В даст нам ток нагрузки 5 ампер (I = P / V). Поскольку мы хотим контролировать этот ток нагрузки в обоих полупериодах (всех 4 квадрантах) сигнала переменного тока, нам потребуется симистор переключения сети.

BTA06 — это симистор на 6 ампер (I _{T (RMS)} ) на 600 вольт, подходящий для общего включения / выключения нагрузок переменного тока, но подойдет любой аналогичный симистор с номиналом от 6 до 8 ампер.Кроме того, этот переключающий симистор требует только 50 мА привода затвора для запуска проводимости, что намного меньше, чем максимальный номинальный ток 1 А оптоизолятора MOC 3020.

Учтите, что выходной симистор оптоизолятора включился при пиковом значении (90 ^o ) напряжения питания переменного тока 120 В _RMS . Это пиковое напряжение имеет значение: 120 x 1,414 = 170 В пик. Если максимальный ток опто-симистора (I _TSM ) составляет пик в 1 ампер, то минимальное требуемое значение последовательного сопротивления составляет 170/1 = 170 Ом, или 180 Ом с ближайшим предпочтительным значением.Это значение 180 Ом будет защищать выходной симистор оптопары, а также затвор симистора BTA06 от источника питания 120 В переменного тока.

Если симистор оптоизолятора включается при нулевом значении кроссовера (0 ^o ) напряжения питания переменного тока 120 В _RMS , то минимальное напряжение, необходимое для подачи требуемого тока управления затвором 50 мА, вынуждает переключающий симистор в проводимость будет: 180 Ом x 50 мА = 9,0 вольт. Затем симистор переходит в режим проводимости, когда синусоидальное напряжение между затвором и MT1 превышает 9 вольт.

Таким образом, минимальное напряжение, требуемое после точки пересечения нуля формы волны переменного тока, будет составлять пик 9 вольт, а рассеиваемая мощность в этом последовательном резисторе затвора очень мала, поэтому можно безопасно использовать резистор номиналом 180 Ом, 0,5 Вт. Рассмотрим схему ниже.

Цепь твердотельного реле переменного тока

Этот тип конфигурации оптопары формирует основу очень простого твердотельного реле, которое может использоваться для управления любой нагрузкой с питанием от сети переменного тока, такой как лампы и двигатели.Здесь мы использовали MOC 3020, который представляет собой изолятор со случайным переключением. Изолятор опто-симистора MOC 3041 имеет те же характеристики, но со встроенным датчиком перехода через нуль, позволяющим нагрузке получать полную мощность без больших пусковых токов при переключении индуктивных нагрузок.

Диод D ₁ предотвращает повреждение из-за обратного подключения входного напряжения, в то время как резистор 56 Ом (R ₃ ) шунтирует любые токи di / dt, когда симистор выключен, устраняя ложное срабатывание.Он также связывает вывод затвора с MT1, обеспечивая полное отключение симистора.

При использовании с широтно-импульсной модуляцией входного сигнала ШИМ частота переключения ВКЛ / ВЫКЛ должна быть установлена ​​на менее 10 Гц максимум для нагрузки переменного тока, в противном случае выходное переключение этой схемы твердотельного реле может быть не в состоянии поддерживать.

Общие сведения о твердотельных реле, SSR »Электроника

Полупроводниковое реле — это электронный переключатель, который включается или выключается в зависимости от внешнего сигнала — это похоже на электронную форму электромеханического реле

Технология реле включает:
Основы реле
Герконовое реле
Характеристики герконового реле
Релейные схемы
Твердотельное реле

Твердотельные реле можно сравнить с электронными версиями электромеханических реле.Твердотельный переключатель имеет выход, который включается или выключается в соответствии с сигналом, подаваемым на вход.

Еще одним признаком твердотельных реле является то, что они обеспечивают гальваническую развязку между входными и выходными цепями, как и более традиционные электромеханические реле.

Твердотельные реле

имеют ряд преимуществ по сравнению с реле, обеспечивая более быстрое переключение, большую надежность и более длительный срок службы и т. Д., Но у них также есть некоторые недостатки по сравнению с более традиционными электронными компонентами.

Ввиду их преимуществ твердотельные реле все чаще используются, поскольку они обеспечивают гораздо более экономичное решение для многих конструкций электронных схем, особенно когда рассматривается обслуживание оборудования.

Основы твердотельного реле

Твердотельные реле

могут иметь в основе своих электронных схем множество различных устройств: тиристоры тиристоров, симисторы, биполярные переходные транзисторы, биполярные транзисторы и полевые МОП-транзисторы обеспечивают идеальные электронные переключатели в твердотельном реле.

Для передачи сигнала переключения между входом и переключающим элементом обычно используется оптический канал. Это дает практически полную гальваническую развязку между входными и выходными цепями.

Часто коммутационное устройство; триристор, симистор, биполярный транзистор или MOSFET — это оптическая версия устройства, которое включается при наличии света.

По сути, твердотельное реле — это переключатель, в котором входное или управляющее напряжение загорается светодиодом.Он действует как передатчик оптрона, который затем управляет переключающим устройством: тиристором, симистором, биполярным транзистором MOSFET.

Основная концепция твердотельного реле SSR

Твердотельное реле состоит из передатчика Tx и приемника Rx. Они физически расположены внутри твердотельного реле. Входящий управляющий сигнал возбуждает светодиод внутри оптопары, и это освещает устройство переключения выхода, которое является светочувствительным, и это вызывает его переключение из нормального обесточенного состояния.Обычно он включает выходное устройство, позволяя току проходить через выход SSR.

Передатчик и приемник обычно расположены в одном и том же электронном компоненте, что упрощает конструкцию твердотельных реле.

Из схемы видно, что между входными и выходными электронными цепями отсутствует электрическое соединение. Это разделение, часто называемое гальванической развязкой, является ключом к изоляции входных и выходных цепей друг от друга.Гальваническая развязка между светодиодом и фотоустройством обычно находится в диапазоне нескольких тысяч вольт из-за разделения между оптическим передатчиком и приемником или детекторного устройства, а также оптически прозрачного изолирующего барьера, который помещен между ними.

При рассмотрении технических характеристик SSR следует отметить, что изоляция указывается в терминах пробоя напряжения, то есть напряжения, которое вызывает пробой между входом и выходом. Это не то же самое, что сопротивление входа и выхода.В зависимости от устройства оно может составлять от 1000 до 1 миллиона МОм — поскольку оно настолько велико, что его часто считают «бесконечным» сопротивлением.

Хотя на базовой принципиальной схеме твердотельного реле показан только светодиод, который освещает светочувствительный полупроводниковый переключатель, такой как тиристор или тиристор, симистор, транзистор или полевой МОП-транзистор, внутри твердотельного реле есть и другие компоненты.

Есть две основные области твердотельного реле:

• SSR вход: Существует ряд аспектов входной цепи, которые необходимо учитывать, поскольку входной светодиодный индикатор должен работать в требуемых условиях входа:
  
  • Уровень входного возбуждения: Входная цепь должна быть убедитесь, что оптический передатчик, т.е.е. Светодиод может работать с указанным уровнем привода. Обычно это требует включения токоограничивающего резистора и любых других электронных компонентов, чтобы светодиод загорался в достаточной степени при поступающем сигнале. Доступны твердотельные реле, которые работают с входным напряжением от нескольких вольт и выше.
  • Вход постоянного или переменного тока: Если SSR предназначен для работы с входом постоянного тока, он может работать с минимальным количеством дополнительных электронных компонентов — возможно, только с ограничивающим ток резистором.Если предполагается работа от переменного тока, то для выпрямления входного сигнала используются выпрямитель и обычно мостовой выпрямитель, так что светодиод запускается только сигналом правильной полярности. Светодиодный индикатор будет пульсировать с переменной формой волны — в два раза чаще, если используется мостовой выпрямитель. Этот мостовой выпрямитель может быть включен как часть твердотельного реле или, возможно, добавлен извне.
• Выход SSR: Сторона выхода твердотельного реле также требует понимания, поскольку может быть ряд дополнительных электронных компонентов помимо базового светочувствительного переключающего устройства.

  Для вывода твердотельных реле можно использовать множество различных устройств: транзисторы, тиристоры / тиристоры, полевые МОП-транзисторы и симисторы. Тип устройства определяет многие характеристики SSR.

  Если выход представляет собой одиночный транзистор, полевой транзистор или тиристор / тиристор, то это означает, что этот SSR может проводить только в одном направлении и может использоваться только для управления нагрузками постоянного тока. Для работы переменного тока обычно требуется симистор или два тиристора / тиристора на выходе — иногда также используются парные полевые МОП-транзисторы.

  Указанные максимальные выходные диапазоны для твердотельных реле могут находиться в диапазоне от нескольких вольт до сотен вольт переменного или постоянного тока, а допустимые уровни тока могут достигать десятков или даже сотен ампер в соответствии со спецификацией конкретного устройства. устройство.

Твердотельные реле синхронного и случайного включения

При переключении больших токов и использовании полупроводниковых устройств, которые могут очень быстро выключаться и включаться, возникают острые края на формах сигналов.В свою очередь, это может привести к высокому уровню электромагнитных помех, EMI. Поскольку все устройства в наши дни должны быть спроектированы так, чтобы свести к минимуму эти помехи, необходимо использовать способы, которые минимизируют генерацию этих электромагнитных помех, чтобы электромагнитная совместимость и характеристики электромагнитной совместимости устройства находились в требуемых пределах.

Один из методов, который можно использовать с нагрузками переменного тока и резистивными нагрузками, известен как синхронное переключение или переключение при переходе через нуль. Как видно из названия, твердотельное реле включается или выключается только в точке пересечения нуля формы сигнала переменного тока, независимо от синхронизации входного управляющего сигнала.

Хотя ТТР с переходом через нуль идеально подходят для резистивных нагрузок, они не работают должным образом с индуктивными нагрузками, поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе. Часто они не выключаются должным образом.

Для индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы и двигатели, обычно используются твердотельные реле с произвольной коммутацией. Эти устройства включаются или выключаются в момент, требуемый входным управляющим сигналом, и они не принимают во внимание положение на осциллограмме.

Преимущества и недостатки твердотельных реле

Как и у любой техники, у их использования есть свои преимущества и недостатки.Это верно для твердотельных реле — хотя они предлагают много преимуществ по сравнению с другими альтернативами, такими как электромеханические реле, у них есть некоторые недостатки. Фактический выбор технологии должен быть рассмотрен, рассматривая все варианты, чтобы сделать правильный выбор.

Преимущества твердотельных реле

• Обеспечивает физическую изоляцию между цепями.
• Более быстрое переключение, чем у электромеханических реле. Время переключения обычно составляет около 1 мс
• Срок службы выше, чем у электромеханических реле
• Они не страдают от дребезга контактов, возникающего при использовании электромеханических реле.

Недостатки твердотельных реле

• Сопротивление в выходной цепи обычно выше, чем у электромеханического реле
• Не такое устойчивое к переходным импульсам и другим условиям перегрузки, как механическое реле — если оно не защищено, переходный процесс, превышающий пределы выходного устройства, может вывести твердотельное реле из строя.

Сравнение твердотельных реле с электромеханическими реле

Во многих конструкциях электронных схем есть выбор между более традиционными электромеханическими реле и твердотельными реле.Во многих отношениях эти две технологии сильно различаются, но в большом количестве схемных решений есть возможность использовать одну или другую.

Чтобы сделать лучший выбор для любой конкретной конструкции электронной схемы, лучше всего рассмотреть оба варианта, сравнивая преимущества и недостатки обоих вариантов.

Как выбрать твердотельное реле

При выборе твердотельного реле сначала необходимо определить, что ему нужно переключать и как этого добиться.Есть несколько полезных шагов и вопросов, которые нужно задать:

• AC или DC: Существуют различные типы твердотельных реле, используемых для переключения переменного или постоянного тока. Определение того, следует ли переключать питание постоянного или переменного тока, является одним из наиболее важных вариантов. Поскольку твердотельные переключатели переменного тока обычно используют симисторы и тиристоры, они не работают на постоянном токе и не отключают нагрузку, если постоянный ток не упадет до нуля по какой-либо другой причине. Твердотельные переключатели постоянного тока обычно используют полевые МОП-транзисторы, поскольку они имеют очень низкое сопротивление в открытом состоянии.

  Также помните, что вход и выход могут быть разными — SSR может быть разработан для управления выходом переменного тока, но требует входа управляющего напряжения постоянного тока и т. Д. В некоторых случаях мостовой выпрямитель и, возможно, другие электронные компоненты могут потребоваться на вход для создания необходимого управляющего сигнала, если они не содержатся в пакете SSR — проверьте спецификацию, чтобы узнать, что может потребоваться.

• Диапазон напряжения: Необходимо определить необходимое напряжение для ТТР.Если необходимо переключить постоянный ток, выберите твердотельное реле с номинальным напряжением не менее чем на 25% выше, чем предполагаемое максимальное напряжение. В идеале больший запас повысил бы надежность.

  Для SSR переменного тока необходимо проверить напряжение переменного тока, необходимое для приложения — снова добавьте запас. Несмотря на то, что переходные процессы присутствуют во многих линиях переменного тока, твердотельные реле переменного тока должны уметь их учитывать, поскольку они, вероятно, имеют встроенную защиту (см. Ниже), но всегда лучше проверить спецификацию.

• Ток нагрузки: Помимо напряжения, необходимо также знать ток, который будет проходить через устройство. Если через устройство будет протекать слишком большой ток, оно перегреется и может выйти из строя.

  Следует помнить о пусковом токе, который наблюдается во многих цепях. При первом включении некоторые элементы могут потреблять ток, уровень которого намного превышает средний потребляемый ток. Поэтому необходимо учитывать это при выборе твердотельного реле.Обычно к среднему току применяется множитель, зависящий от переключаемой нагрузки.

  Коммутируемая нагрузка	Множитель
  Люминесцентные лампы (переменного тока)	10
  Лампы накаливания	6
  Двигатели	6
  Резистивные нагреватели	1
  Трансформаторы	20

  Средний потребляемый ток следует умножить на множитель и твердотельное реле, выбранное с этим значением для тока.

• Регулировка яркости: Если требуется регулировка яркости, то некоторые формы твердотельных реле могут обеспечивать функцию регулировки яркости, при которой выход регулируется уровнем на входе.

• Тип нагрузки (AC): Для нагрузок переменного тока необходимо знать, является ли нагрузка индуктивной или резистивной. Для резистивных нагрузок можно использовать переключатели перехода через нуль. Как видно из названия, переключатели перехода через нуль переключаются в точке, где форма волны проходит через точку нулевого напряжения.Это обеспечивает более эффективное переключение и снижает уровни создаваемых помех, электромагнитных помех, а также уровень генерируемой обратной ЭДС.

  Если нагрузка является индуктивной, как в случае трансформаторов, двигателей и люминесцентных ламп, необходим переключатель, называемый твердотельным реле случайного включения. Он включается в любой точке формы сигнала, так как напряжение и ток имеют разность фаз, и это приводит к неисправности переключателей перехода через нуль.

  Твердотельные реле

  с переходом через ноль могут использоваться с резистивными нагрузками, такими как нагреватели, лампы накаливания и т. Д. — даже если они имеют небольшой индуктивный элемент, они все равно подходят для переключателей с переходом через ноль.Отключение при переходе через ноль может обеспечиваться симисторами или тиристорами, поскольку они перестают проводить ток в конце цикла и их необходимо повторно запустить для включения.

• Защита от перенапряжения: Если твердотельный переключатель будет использоваться с переменным током, убедитесь, что он имеет встроенную защиту от перенапряжения — хотя большинство электронных компонентов, предназначенных для использования там, где могут присутствовать перенапряжения, имеют встроенную защиту, она встроена. Всегда лучше проверять лист технических характеристик. Защита от перенапряжения или переходных процессов обычно обеспечивается с помощью металлооксидных варисторов, MOV.Эти металлооксидные варисторы поглощают переходные процессы и предотвращают их повреждение SSR.

Эти моменты представляют собой большинство основных моментов, которые следует учитывать при выборе твердотельного реле. Всегда полезно прочитать всю спецификацию SSR, чтобы убедиться, что нет точек, которые могут отрицательно повлиять на работу всей схемы во время работы.

Твердотельные реле

— идеальные устройства для многих коммутационных приложений — они быстрее и, как правило, более надежны, чем электромеханические реле, хотя они менее устойчивы к переходным импульсам и другим условиям перегрузки.

Ввиду их превосходной работы во многих сценариях твердотельные реле используются во многих цепях, причем номинальные значения тока и напряжения доступны для многих коммутационных приложений.

Другие электронные компоненты:
резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
ВЧ разъемы
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле

Вернуться в меню «Компоненты».. .

Что такое твердотельное реле? Разъяснение конструкции твердотельного реле

Твердотельные реле — это переключающие реле, не требующие использования каких-либо механических частей. Это обычно дает им преимущество в том, что срок их службы превышает срок службы обычного электромеханического реле, и хотя твердотельные реле намного быстрее электромеханических реле, они имеют некоторые конструктивные особенности.

Твердотельные реле покорили мир, произведя революцию в распределении электроэнергии во всех отраслях, от автоматизации сельского хозяйства до авиакосмической промышленности.Но вам может быть интересно… «Как именно они работают?» Эта статья будет охватывать все, от основ твердотельных реле до оптоизоляторов и оптопар, фотодиодов и PN-переходов.

Конструкция твердотельного реле

Твердотельные реле

обычно представляют собой простой двухпозиционный переключатель с клеммой питания и клеммой нагрузки, которая переключается, когда внешний управляющий сигнал передается на реле через другую клемму. Когда это происходит, переключение происходит очень быстро, и на нагрузку подается питание, обычно с помощью силового транзистора MOSFET.

Реле

могут быть спроектированы и использоваться с коммутационной способностью как переменного, так и постоянного тока, но внутренняя конфигурация должна быть изменена для работы в любом сценарии. Реле постоянного тока могут работать с одним полевым МОП-транзистором, при этом исток и сток подключены к питанию и нагрузке главной цепи, а управляющий сигнал подключен к проходному затвору. Управляющий сигнал может иметь очень малую мощность, что позволяет управлять реле (и цепью с большой нагрузкой) с помощью чего-то столь же маленького, как Arduino. Твердотельные реле могут иметь несколько транзисторов, выровненных параллельно, чтобы обеспечить более высокий потенциал протекания тока, который может быть рассчитан на 100 ампер.Для переключателей переменного тока требуется как минимум два транзистора, поскольку один полевой МОП-транзистор не может подавлять ток в обоих направлениях, когда реле находится в выключенном состоянии. Два транзистора с подключенными источниками используются для блокировки тока в выключенном состоянии и для передачи энергии при включении управляющего сигнала внутри реле.

Как работает твердотельное реле?

Вам может быть интересно — какой переключатель позволяет управляющему сигналу обеспечивать мощность в сотни ампер? Настоящая прелесть твердотельных реле по сравнению с электромеханическими реле в конечном итоге заключается в различии механизмов переключения.В твердотельных реле используются так называемые оптоизоляторы или оптопары. На человеческом языке это означает «светоотделитель». Правильно — переключатель внутри твердотельного реле — это просто луч света! Как правило, есть светодиод очень низкой мощности, который направляет луч света на фотодиод, который почти мгновенно позволяет передавать мощность через него — или «включаться».

Рис. 1: Это примерная схема типичного фотодиода. На схеме изображен светодиод, светящий на фотодиодный транзистор.Это действие позволяет току течь через транзистор.

Оптоизоляторы имеют решающее значение в твердотельных реле, поскольку они разделяют две или более цепи реле. Поскольку реле используют сигналы малого напряжения для управления сигналами очень большого напряжения, чрезвычайно важно разделять эти сигналы. Красота и революционная черта оптоизоляторов заключается в отсутствии движущихся частей. Например, в электромеханических реле такое разделение цепи становится возможным за счет электромагнитного поля, которое также используется для окончательного замыкания цепи большой нагрузки.

В твердотельном реле фотодиод — это то, что завершает соединение в цепи нагрузки. Так что же такое фотодиод? Это очень специализированный транзистор, который использует фотоны для питания затвора, а не типичный электрический сигнал. Как вообще это работает? В нем используется узкоспециализированный кремниевый P-N переход.

Что такое переход P-N и как он работает?

P-N-переход встречается во всех видах различных кремниевых компонентов для множества приложений и, по сути, позволяет «кремнию» функционировать как полупроводник.Кремний как самостоятельный элемент имеет очень низкую электропроводность. Однако, когда кремний легирован другими элементами, такими как фосфор и бор, кремний p-типа и n-типа становится намного более электропроводным. Область кремния, где встречаются кремний p-типа и n-типа, называется P-N переходом. В схеме оптоизолятора этот P-N-переход известен как фотодиод, который в конечном итоге имеет одну главную цель — генерировать ток в присутствии света.

Рис. 2: Это изображение представляет собой художественное изображение PN-перехода, которое иллюстрирует область обеднения фотодиода.

Свет состоит из фотонов или частиц, несущих энергию, которые являются «хлебом с маслом» физики фотодиодов. Как правило, свет, на который лучше всего реагируют фотодиоды, составляет около 200 нм (ультрафиолет) или 1100 нм (инфракрасный). Эти фотоны создают электронно-дырочные пары в обедненной области кремниевого фотодиода. Область обеднения образуется, когда кремний с примесью p-типа входит в контакт с кремнием n-типа, и электроны и дырки текут в области с более низким потенциалом. Когда свет попадает на кремний, фотоны поглощаются, создавая электронно-дырочные пары.Когда электронно-дырочные пары начинают расходиться, они уносятся электрическим полем зоны обеднения. Это движение электронно-дырочных пар создает ток в фотодиоде, пока PN-переход работает в обратном направлении смещения.

Теперь, когда на выходе оптоизолятора генерируется сигнал, можно использовать транзистор или ряд транзисторов для усиления этого сигнала, чтобы в конечном итоге выводить очень большие сигналы, метод, упомянутый ранее в статье.Возможность использовать сигнал очень низкой мощности в качестве входа оптоизолятора и, наоборот, превращать этот сигнал в очень большой выходной сигнал, является конечной целью твердотельного реле.

Хотите узнать больше? Подробно изучите твердотельные и электромеханические реле.

Разница между SSR и контактным реле | FAQ | Сингапур

Основное содержание

Вопрос

В чем разница между твердотельными реле и контактными реле?

В твердотельных реле

для бесконтактной работы используются полупроводники.Твердотельные реле не сильно отличаются в работе от контактных реле (электромагнитных реле). Однако твердотельные реле состоят из электронных частей без механических контактов. Следовательно, твердотельные реле обладают множеством функций, которые не включают в себя контактные реле.

Используйте оба реле в соответствии с назначением.

Основные характеристики твердотельного реле и контактного реле

Нормальный

6 9050

Экологические характеристики

Температура

самонагрев полупроводникового прибора

ЧТО ТАКОЕ ТВЕРДОЕ РЕЛЕ?

T

Первые твердотельные реле стали доступны в качестве стандартных компонентов к концу 1960-х годов. Сегодня твердотельное реле идеально подходит для определенных приложений: плавный пуск, изменение направления вращения, регулирование мощности.

Определение

Твердотельное реле — это электронный компонент, который выполняет функцию сопряжения с гальванической развязкой между цепью управления, обычно на низком уровне, и цепью питания, подключенной к нагрузкам, которые могут иметь высокие номинальные мощности (двигатели, насосы, соленоидные клапаны, нагреватели, так далее).

Другими словами, это электрический компонент, используемый для включения и выключения нагрузки.

Эта функция выполняется полностью «статично», без движущихся частей, что обеспечивает почти неограниченный срок службы компонента.

Конструкция твердотельного реле

Твердотельное реле, также называемое SSR, в основном имеет 5 функций. Эта структура технически эквивалентна и сопоставима с структурой электромеханического реле (ЭМИ).

В электромеханическом реле входные характеристики (напряжение, ток, уровень) определяются катушкой. Точно так же SSR имеет более или менее сложную входную цепь. В нижней части диапазона он может состоять из простого последовательного резистора с поляризационным диодом. Более сложные реле могут иметь схему, генерирующую постоянный ток для расширенных диапазонов входного напряжения, или аналого-цифровой преобразователь для аналоговых реле.

В ЭМИ электромагнитная связь между подвижным якорем и катушкой, естественно, обеспечивает гальваническую развязку.В случае SSR полупроводникового типа эта изоляция обеспечивается оптической связью (фототранзистор, фототриак …). В некоторых более старых версиях изоляция может осуществляться с помощью магнитной муфты или даже реле REED.

Эта схема обрабатывает полученный входной сигнал и переключает выходную цепь. Если переключение является сложным (переключение при нулевом напряжении, импульсы, регулировка фазы…), эта схема гарантирует желаемый режим переключения. В случае, например, переключения при нулевом напряжении, схема будет гарантировать, что выход будет переключаться только тогда, когда напряжение в следующий раз станет равным нулю после подачи управляющего входа.

Эта схема состоит из элемента, обеспечивающего переключение электроэнергии на нагрузку. Этот компонент может быть либо биполярным транзистором, либо МОП-транзистором для переключения напряжения постоянного тока на нагрузку, либо симистором или тиристорами с обратной связью для переключения источника переменного тока.

В электромеханических реле переключающий элемент представляет собой простой контакт, способный работать в режиме переменного или постоянного тока. В твердотельном реле выход предварительно определяет тип коммутируемого основного источника питания.

Благодаря своей полностью электронной структуре, SSR более чувствительны к помехам, присутствующим в основном источнике переменного тока, чем EMR. Цепь переключения должна быть защищена от скачков и помех в источниках низкого напряжения. Теперь реле все чаще интегрирует такую ​​защиту. Защита от перенапряжения теперь входит в стандартную комплектацию.

Миниатюризация электронных компонентов улучшила характеристики этих реле и сделала возможным добавление дополнительных функций.

T Типичные приложения для твердотельных реле

Твердотельные реле

успешно используются в течение 20 лет в широком спектре приложений. Текущий опыт показывает, что, несмотря на универсальность, SSR особенно подходят для технологических приложений, где ПЛК или другие схемы на основе микроконтроллеров управляют станками.

Благодаря очень высокой входной чувствительности (менее 15 мА для управления до 120 А) в широком диапазоне напряжений твердотельные реле напрямую совместимы с большинством стандартов для электронных компонентов, таких как CMOS, TTL, микропроцессоры и т. Д.

Потенциал использует включает (неполный список):

Нагревательные элементы: Коммерческое оборудование для пищевой промышленности • Литье пластмасс под давлением / экструзия • Печи • HVAC • Текстиль • Отопление жилых помещений • Инфракрасное отопление • Сушка • Термоформование • Паяльное оборудование

Motion: насосы • компрессоры • конвейерные системы • вентиляторы • лифты • лифты • подъемники • моторизованные тренажеры

Освещение: Театры • Муниципалитеты • Кинотеатры и сцены • Взлетно-посадочные полосы аэропорта • Улицы и проезды • Склады • Офисные помещения • Опасные места и маяки

Разное: силовые трансформаторы • Электромагниты • Импульсные источники питания • Регуляторы • Инверторы • Преобразователи мощности • Источники бесперебойного питания • Конденсаторы коррекции коэффициента мощности • Электромагнитные клапаны • И многое другое

3 причины сделать переход — Trimantec

Содержание:

Что такое реле?

Реле были впервые использованы в сетях дальней связи в качестве усилителей еще в 1800-х годах.Они повторили входящий сигнал по одной цепи и повторно передали его по другой цепи. Они также использовались в телефонных станциях и первых компьютерах для выполнения логических операций. В настоящее время реле широко используются для включения пусковых катушек, нагревательных элементов, контрольных ламп и звуковой сигнализации. Основное назначение реле аналогично назначению клапана. В то время как один контролирует поток жидкости, газа и воздуха, другой контролирует поток электричества. В электромеханических реле контакты размыкаются и замыкаются под действием магнитной силы.Твердотельные реле не имеют контактов, а переключение осуществляется электрически.

Что такое электромеханическое реле?

Электромеханические реле (EMR) — это переключатели, используемые для изоляции цепей или батарей, обнаружения неисправностей в линиях передачи и распределения и управления цепью высокой мощности с использованием сигнала малой мощности. ЭМИ состоят из корпуса, катушки, якоря и контактов. Контакты реле размыкаются и замыкаются под действием магнитной силы, которая создается катушкой, когда на нее подано напряжение.По сравнению с твердотельными реле, ЭМИ обеспечивают более чистое включение и выключение, поскольку существует большое расстояние между контактами, которые действуют как изоляция.

Типы электромеханических реле:

Реле общего назначения: обычно с магнитной катушкой и переменным или постоянным током.

Реле управления машиной: с магнитной катушкой. Это сверхмощные реле, используемые для пускателей и промышленных компонентов.

Герконовые реле: маленькие, компактные, с быстродействующим переключателем.

Что такое твердотельное реле?

Твердотельные реле, или SSR, можно рассматривать как современную версию EMR 21-го века. Эти реле состоят из датчика, электронного переключающего устройства и механизма связи. Используя полупроводник, реле включается и выключается, когда на его управляющие клеммы подается небольшое внешнее напряжение. Он состоит из трех цепей: входной цепи, цепи управления и выходной цепи. Входная цепь выполняет ту же функцию, что и катушка электромеханического реле.Схема активируется, когда на нее подается напряжение, превышающее напряжение срабатывания, и деактивируется, когда напряжение меньше минимального напряжения отпускания реле. Схема управления определяет, когда выходной компонент находится под напряжением или обесточен. Таким образом, он функционирует как механизм связи между входными и выходными цепями. Выходная цепь включает нагрузку, которая осуществляется контактами ЭМИ.

Примеры приложений твердотельных реле включают медицинское оборудование, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, профессиональное пищевое оборудование, театральное освещение и промышленное оборудование.

Электромеханические реле и твердотельные реле

При выборе между электромеханическим воспроизведением и твердотельным воспроизведением учитывайте электрические требования приложения, ограничения по стоимости и ожидаемый срок службы. EMR идеально подходят для тяжелых условий эксплуатации и могут работать от переменного или постоянного тока, в то время как реле SSR может работать только с одним или другим. Они также являются более экономичным выбором, если есть ограничения по стоимости. Однако может быть разумнее инвестировать в твердотельное реле более высокого качества, чем часто тратить деньги на замену деталей для электромеханического реле.Ниже приведены три причины для перехода на твердотельные реле…

1. Твердотельные реле

   быстрые и энергосберегающие.
   

Основное различие между твердотельными реле (SSR Relay) и электромеханическими реле (EMR) заключается в том, что SSR не имеют подвижных частей. Эта особенность дает ряд больших преимуществ при использовании реле этого типа. Поскольку реле не должно возбуждать катушку и физически открывать и закрывать контакты, оно фактически потребляет на 75% меньше энергии, чем ЭМИ.Это также означает, что реле переключается намного быстрее. В то время как EMR в среднем составляет от 5 до 15 мс для переключения и установления, SSR в среднем составляет от 0,5 до 1 мс.

2. Они тихие, компактные и мощные.

Без подвижных частей выключатели SSR представляют собой полностью бесшумные электрические устройства. Твердотельные реле не имеют прикрепленных к ним больших неуклюжих электромагнитов и поэтому представляют собой небольшую и компактную альтернативу. Их небольшой размер также экономит ценное место для установки.Однако небольшие размеры не делают их менее мощными, чем электромеханические реле. Фактически, поскольку оптическая связь полностью изолирует цепи реле, нет необходимости беспокоиться о перегреве реле слишком большим напряжением.

3. У них бесконечная продолжительность жизни.
   

Одним из недостатков твердотельных реле является то, что, когда они перестают работать, необходимо заменить все реле. В электромеханических реле контакты можно заменять по отдельности.Однако, хотя это может быть правдой, SSR переживет EMR на много-много лет. Опять же, без наличия подвижных контактов нет деталей, которые можно было бы изнашивать, и не было нагара. Средний срок службы EMR составляет один миллион циклов, тогда как срок службы SSR примерно в 100 раз больше.

Теперь, чтобы извлечь выгоду из практически бесконечного срока службы твердотельного реле, его необходимо правильно обслуживать и использовать. Одна из проблем, возникающих при использовании твердотельных реле, — это значительное остаточное электрическое сопротивление.Это сопротивление генерирует тепло, с которым можно бороться, используя радиатор. Без радиатора срок службы SSR может резко сократиться. Так что подумайте о покупке радиатора и SSR вместе. К счастью, некоторые твердотельные реле Carlo Gavazzi, продаваемые в нашем интернет-магазине, уже оснащены радиаторами.

Типы твердотельных реле

Твердотельные реле с нулевым переключением являются наиболее распространенными. С этим типом реле цепь начинает проводить ток, когда напряжение приближается к точке пересечения нуля вольт в цикле переменного тока.Если входной сигнал применяется в любой другой точке, реле будет ожидать вывода сигнала до тех пор, пока напряжение не станет близким к нулю в цикле переменного тока.

Твердотельные реле мгновенного включения мгновенно включают нагрузку при подаче управляющего напряжения. Таким образом, нагрузку можно включить в любой момент цикла переменного тока. Это дает пользователю больший контроль.

Твердотельные реле с переключением пикового значения включают нагрузку при подаче управляющего напряжения, но только тогда, когда цикл переменного тока находится на пике.

Аналоговые переключающие твердотельные реле имеют неограниченное количество выходных напряжений. Эти реле имеют встроенную схему синхронизации, которая регулирует величину выходного напряжения по отношению к входному напряжению.

Хотя в этом блоге мы сосредоточили внимание на преимуществах твердотельных реле, выбор между EMR и SSR в конечном итоге зависит от приложения, в котором они будут использоваться. У каждого типа реле есть как преимущества, так и недостатки. Тем не менее, нельзя отрицать, что твердотельные реле стали большим технологическим достижением для отрасли.

Компания Trimantec предлагает широкий выбор твердотельных реле и принадлежностей Carlo Gavazzi. Загрузите их брошюру здесь. У нас также есть твердотельные реле, уже оснащенные радиаторами. Пожалуйста, не стесняйтесь, если у Вас возникнут вопросы!

.