Polovodičová relé

Vysoká spolehlivost s malými rozměry? Hlavní výhoda polovodičového relé oproti jeho elektromechanickému protějšku. Elementární báze zařízení je založena na polovodičích. To umožňuje přepínat střídavý a stejnosměrný proud v širokém rozsahu hodnot bez pohyblivých částí.

Řízení zátěžového proudu

Principem činnosti polovodičových relé je vlastnost polovodičů měnit proudový odpor při vystavení určitému signálu, chápanému v této souvislosti jako řídicí signál. Za normálních podmínek má zařízení, které je pokračováním obvodu, vlastnosti dielektrika. Zdá se, že obvod je otevřený. Připojené zařízení není napájeno. Když se na relé objeví napětí, jeho vodivost prudce vzroste a zátěž se pod napětím.

V závislosti na konstrukci SSR (zkratka pro polovodičové relé v anglické transkripci) může být řídicí signál na vstupu konstantní, od 3 do 32V, a proměnný, od 80 do 250V.

SSR struktura

Navzdory obrovské rozmanitosti polovodičových relé zůstává základní struktura prakticky nezměněna:

• vstupní nebo primární okruh. Hlavní úkol? příjem řídicího signálu a jeho přeměna na spínací signál. Zjednodušeně to lze znázornit následovně: z teplotního čidla je přijímán analogový nebo digitální signál, který je převeden na napětí na vstupu relé. Určité hodnoty „otevřou“ polovodič a proud teče do připojené zátěže. Celkové množství dodané energie je řízeno frekvencí, při které je relé zapnuto;
• galvanická izolace. Specifický termín odráží způsob interakce mezi povelovým signálem a spínacím proudem. Otázka zdaleka není prázdná. Stačí si představit živé vedení, na které je přivedeno vnější, i když velmi nepatrné napětí. Bez spolehlivé izolace obvodů není možné takový obvod ovládat. Příkladem je činnost optočlenu. LED přijímá napětí ve formě řídicího signálu. Vodivost fototranzistoru se při osvětlení změní a obvodem začne protékat proud. Obvod svými malými rozměry umožňuje spínat napětí v širokém rozsahu až do 1500V.
• výstup nebo spínací obvod. Strukturálně, v nejobecnější formě, to může být tranzistor nebo semistor. Z fototranzistoru je přiváděno řídicí napětí, které vede k obnovení vodivosti zátěžového obvodu;
• bezpečnostní obvod zajišťuje stabilitu parametrů SSR při spínání velkých proudových hodnot: vytvoření požadované třídy ochrany zařízení, odstranění tepelné zátěže, vyhlazení impulsního šumu v síti. Požadovaného výsledku je dosaženo zařazením varistorů, diod nebo zenerových diod do obvodu. Snížení ochranných charakteristik vede k nesouladu parametrů a porušení izolace? ke zničení zařízení.

Výše uvedený diagram definuje obecný přístup vývojářů k vytváření modelů SSR. Designová řešení jsou velmi rozmanitá. Technické specifikace jsou uvedeny na webu kulibin.su. Online diskont nabízí širokou škálu produktů za nízké ceny.

Podívejme se na jeden z uvedených popisů.

Polovodičové relé SSR-40DA

• jednofázové polovodičové relé SSR-40DA. Pro použití se zátěží větší než 10A se doporučuje chladič;
• číslo 40 označuje maximální zatěžovací proud. Tato hodnota vyžaduje instalaci chladiče. Jinak v důsledku tepelných účinků selžou spínací parametry;
• anglické písmeno D označuje rozsah napětí vstupního signálu: 3. 32V;
• A je střídavé napětí dodávané do zátěže.

Vhodné pro spínání napětí na připojených zařízeních v rozsahu od 24 do 380V: svářečky, elektromotory, topná tělesa, transformátory. Náklady, včetně montážního bloku, se pohybují kolem 270 rublů.

• Tiskové zprávyPrincip fungování videovrátníku
• Tiskové zprávyJak vysavač funguje
• Tiskové zprávyPrincip fungování automobilového DVR
• Tiskové zprávyPrincip fungování BugHunter Mini anti-bugs
• Tiskové zprávyPrincip fungování systémů ničení informací

Role spolehlivých spínačů v moderních automatizačních systémech je velmi významná. V moderních technologických oblastech, jako jsou komunikační systémy, spotřební a automobilová elektronika nebo průmyslová automatizace, dochází k postupnému, ale zřetelnému přechodu od známých spínacích obvodů konvenčních elektromagnetických relé a spouštěčů pohyblivých kontaktů ke spolehlivějším spínacím nástrojům, jako jsou polovodičová relé. (z anglického Solid State Relay).

Polovodiče právem nahrazují mechanická spínací a ovládací zařízení i v obvodech s vysokým proudovým zatížením, neboť proces zdokonalování polovodičů každým rokem těší stále vyšší charakteristiky výkonových spínačů.

Polovodičové relé obsahuje ve své konstrukci výkonné výkonové spínače, které úspěšně nahrazují kontakty tradičních elektromagnetických relé, spouštěčů a stykačů. Taková moderní polovodičová relé mohou spínat zátěže až 250 A, přičemž jsou spolehlivějším zařízením.

Galvanické oddělení řídicích a výkonných obvodů nevyžaduje další izolační opatření pro takové relé. Polovodičová relé slouží jako rozhraní, kde jsou nízkonapěťové řídicí obvody a vysokonapěťové výkonové obvody navzájem izolovány. Struktura polovodičových relé od různých výrobců je relativně podobná a všechna relé tohoto typu mají jen extrémně malé rozdíly.

Vstupní obvod takového polovodičového relé může sestávat z rezistoru v sérii s optočlenem nebo může být složitější. Funkcí vstupního obvodu je přijímat řídicí signál pro následné sepnutí.

Další ve schématu je optická izolace, která zajišťuje izolaci mezi vstupními, mezilehlými a výstupními obvody polovodičového relé. Vstupní signál je zpracováván spouštěcím obvodem, který řídí spínání výstupu polovodičového relé.

Spínací obvod dodává napětí do zátěže. Obvykle se tato část skládá z tranzistoru, tyristoru nebo triaku.

Ochranný obvod je nezbytný pro spolehlivou činnost polovodičových relé při různé zátěži, včetně indukční zátěže. I přes přítomnost ochranného obvodu ve všech polovodičových relé však stále existují různé modifikace a některá z těchto relé neumožňují indukční zátěž, zatímco jiná jsou pro ně speciálně přizpůsobena.

Výkonové polovodiče mají nějaký vnitřní odpor, takže při sepnutí zátěže se polovodičové relé zahřívá. Při zahřátí nad 60 stupňů Celsia se přípustná hodnota spínaného proudu snižuje, proto v těžkých provozních podmínkách takové relé vyžaduje dodatečný odvod tepla. K tomu slouží chladič nebo i chlazení vzduchem.

U indukčních zátěží se doporučuje poskytnout rezervu 2-4násobku přípustného proudu, a pokud mluvíme o řízení asynchronního motoru, pak by měla být proudová rezerva desetinásobná.

Proudový ráz při ovládání výkonné aktivní zátěže je eliminován použitím relé se spínáním při nulovém proudu, tato relé jsou vybavena přídavnou řídicí jednotkou spouštěcího obvodu, která zabraňuje rozběhovému přetížení. Ale při řízení kapacitní nebo indukční zátěže by měla být zajištěna značná proudová rezerva.

Polovodičová stejnosměrná relé již mají zpravidla rezervu pro krátkodobé (ne více než 10 milisekund) trojnásobné zvýšení jmenovitého proudu při rozběhovém přetížení a tyristorová relé – pro desetinásobné zvýšení.

Pro odolnost proti impulsnímu šumu je v polovodičovém relé paralelně s výstupním obvodem instalován RC obvod, ale pro spolehlivější ochranu je nutné paralelně ke každé z fází takového relé připojit externí varistory.

Technická dokumentace poskytovaná výrobcem zpravidla obsahuje všechny komplexní údaje týkající se vlastností konkrétního polovodičového relé a přípustných režimů jeho činnosti a oblastí použití obecně.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!

Nenechte si ujít aktualizace, přihlaste se k odběru našich sociálních sítí: