Схема твердотельного реле переменного тока: устройство, принцип работы, виды, схемы подключения

устройство, принцип работы, виды, схемы подключения

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

Назначение

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

Помимо этого твердотельные реле характеризуются малыми габаритами, что делает их весьма привлекательной альтернативой для слаботочного оборудования. Они применяются в электронике и бытовых устройствах, а также труднодоступных местах, где после ввода прибора в работу отсутствует возможность технического обслуживания.

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

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

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

Устройство

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

Рис. 1. Устройство твердотельного реле

Условно все устройство можно разделить на несколько блоков:

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

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

Принцип работы

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

Рис. 2. Принцип действия твердотельного реле

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

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

Отличия от электромеханических реле

Рис. 3. Отличия между электромеханическим и твердотельным реле

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

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

Технические характеристики

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

К основным параметрам относятся:

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

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

Виды

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

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

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

Рис. 4. Трехфазные и однофазные твердотельные реле

По типу управления различают следующие виды:

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

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

Схемы подключения

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

Рис. 5. Схема подключения твердотельного реле на 230 В

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

Еще один вариант схемы – управление нагрузкой посредством низковольтного сигнала:

Рис. 6. Питание твердотельного реле низким напряжением

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

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

Рис. 7. Нормально открытая схема твердотельного реле

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

Рис. 8. Нормально закрытая схема твердотельного реле

Помимо этого существует трехфазная схема питания для соответствующего типа нагрузки:

Рис. 9. Трехфазная схема подключения твердотельного реле

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

Достоинства и недостатки

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

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

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

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

принцип работы, управление и схемы

В данной статье поговорим про твердотельное реле, обозначим его преимущество перед механическим реле. Рассмотрим управление и подключение твердотельного реле, принцип его работы и конструкцию, а так же разберем различные схемы.

Описание

В отличие от электромеханических реле (EMR), которые используют катушки, магнитные поля, пружины и механические контакты для управления и переключения питания, твердотельное реле или SSR не имеет движущихся частей, но вместо этого использует электрические и оптические свойства полупроводниковых полупроводников, выполняет его вход в функции изоляции и переключения выхода.

Как и обычные электромеханические реле, твердотельные реле обеспечивают полную электрическую изоляцию между их 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) и очень низком сопротивлении при проведении. Твердотельные реле могут быть предназначены для переключения как переменного, так и постоянного тока с помощью SCR, триак или переключающего транзисторного выхода вместо обычных механических нормально разомкнутых контактов. Купить твердотельное реле на Алиэкспресс:

В то время как твердотельное реле и электромеханическое реле в основном схожи в том, что их низковольтный вход электрически изолирован от выхода, который переключает и контролирует нагрузку, электромеханические реле имеют ограниченный жизненный цикл контакта, могут занимать много места и имеют более низкие скорости переключения, особенно большие силовые реле и контакторы. Твердотельные реле не имеют таких ограничений.

Таким образом, основные преимущества твердотельных реле по сравнению с обычными электромеханическими реле состоят в том, что у них нет движущихся частей, изнашиваемых, и, следовательно, нет проблем с отскоком контактов, они могут переключать «ВКЛ» и «ВЫКЛ» гораздо быстрее, чем механические реле может двигаться, а также включаться при нулевом напряжении и отключаться при нулевом токе, что устраняет электрические помехи и переходные процессы.

Полупроводниковые реле можно купить в стандартных готовых комплектах, от нескольких вольт или ампер до многих сотен вольт и ампер выходной коммутационной способности. Однако твердотельные реле с очень высоким номинальным током (плюс 150 А) все еще слишком дороги для покупки из-за их требований к силовым полупроводникам и теплоотдаче, и, как таковые, все еще 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, так как слаботочный 5-вольтный сигнал, скажем, от микроконтроллера или логического вентиля, может использоваться для управления конкретной нагрузкой цепи, и это достигается с помощью опто-изолятора.

Принцип работы и конструкция твердотельного реле

Одним из основных компонентов твердотельного реле (SSR) является оптоизолятор (также называемый оптопарой), который содержит один (или более) инфракрасный светодиод или светодиодный источник света, а также фоточувствительное устройство в один случай. Оптоизолятор изолирует вход от выхода.

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

Таким образом, выход оптронного SSR включается при включении этого светодиода, как правило, с помощью низковольтного сигнала. Поскольку единственным входом между входом и выходом является луч света, высоковольтная изоляция (обычно несколько тысяч вольт) достигается с помощью этой внутренней оптоизоляции.

Оптоизолятор не только обеспечивает более высокую степень изоляции входов / выходов, 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 ограничивающего ток резистора, включенного последовательно со светодиодом оптоизолятора, или из более сложной цепи с выпрямителем, регулированием тока, защитой от обратной полярности, фильтрацией и т.д.

Чтобы активировать или включить «ВКЛ» проданное реле состояния в проводимость, на его входные клеммы 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 вентиля или микроконтроллера, как показано ниже.

Входная цепь постоянного тока твердотельного реле

При использовании в качестве сигнала активации механических контактов, переключателей, кнопок, других контактов реле и т.д., используемое напряжение питания может быть равно минимальному значению входного напряжения SSR, тогда как при использовании твердотельных устройств, таких как транзисторы, вентили и микро-контроллеры, минимальное напряжение питания должно быть на один или два вольт выше напряжения включения SSR для учета внутреннего падения напряжения коммутационных аппаратов.

Но помимо использования напряжения постоянного тока, либо ослабления, либо источника, для переключения твердотельного реле в проводящее состояние, мы также можем использовать синусоидальную форму волны, добавив мостовой выпрямитель для двухполупериодного выпрямления и схему фильтра на вход постоянного тока.

Входная цепь переменного тока твердотельного реле

Мостовые выпрямители преобразуют синусоидальное напряжение в двухполупериодные выпрямленные импульсы с удвоенной входной частотой. Проблема здесь заключается в том, что эти импульсы напряжения начинаются и заканчиваются с нуля вольт, что означает, что они упадут ниже минимальных требований к напряжению при включении порога входа SSR, в результате чего выход будет «включаться» и «выключаться» в каждом полупериоде.

Чтобы преодолеть это беспорядочное срабатывание на выходе, мы можем сгладить выпрямленную рябь, 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 синусоидальная форма волны напряжения, входной сигнал SSR видит постоянное напряжение постоянного тока.

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

Затем с добавлением этой мостовой выпрямителя и сглаживающей конденсаторной цепи можно управлять стандартным твердотельным реле постоянного тока, используя источник переменного или неполяризованного постоянного тока. Конечно, производители уже производят и продают входные твердотельные реле переменного тока (обычно от 90 до 280 В переменного тока).

Выход твердотельного реле

Возможности переключения выхода твердотельного реле могут быть как переменного, так и постоянного тока, аналогичными его требованиям к входному напряжению. Выходная цепь большинства стандартных твердотельных реле сконфигурирована для выполнения только одного типа переключающего действия, дающего эквивалент нормально разомкнутого однополюсного однополюсного (SPST-NO) режима работы электромеханического реле.

Для большинства твердотельных реле постоянного тока обычно используются твердотельные коммутационные устройства — силовые транзисторы, Дарлингтона и MOSFET, тогда как для твердотельного реле переменного тока, коммутационные устройства — это симисторные или двухсторонние тиристоры. Тиристоры предпочтительны из-за их высокого напряжения и тока. Один тиристор также может использоваться в схеме мостового выпрямителя, как показано на рисунке.

Наиболее распространенным применением твердотельных реле является переключение нагрузки переменного тока, будь то управление мощностью переменного тока для включения / выключения, затемнение света, управление скоростью двигателя или другие подобные приложения, где необходимо управление мощностью, эти нагрузки переменного тока может легко управляться с помощью постоянного тока низкого напряжения с помощью твердотельного реле, обеспечивающего длительный срок службы и высокие скорости переключения.

Одним из самых больших преимуществ твердотельных реле по сравнению с электромеханическим реле является его способность выключать «переменные» нагрузки переменного тока в точке нулевого тока нагрузки, тем самым полностью устраняя искрение, электрический шум и отскок контактов, связанные с обычными механическими реле и индуктивными нагрузками.

Это связано с тем, что твердотельные реле переключения переменного тока используют SCR и триак в качестве выходного переключающего устройства, которое продолжает проводить после удаления входного сигнала до тех пор, пока переменный ток, протекающий через устройство, не опустится ниже своего порогового значения или не сохранит значение тока. Тогда выход SSR никогда не сможет выключиться в середине пика синусоидальной волны.

Отключение при нулевом токе является основным преимуществом использования твердотельного реле, поскольку оно уменьшает электрические помехи и обратную эдс, связанные с переключением индуктивных нагрузок, которые видятся как искрение контактами электромеханического реле. Рассмотрим диаграмму формы выходного сигнала ниже 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 выходные клеммы видят полное напряжение питания переменного тока. При применении входного сигнала постоянного тока, независимо от того, какую часть синусоидального сигнала, положительного или отрицательного, проходит цикл, из-за характеристик переключения SSR при нулевом напряжении, выход включается только тогда, когда сигнал пересекает нулевую точку.

Когда напряжение питания увеличивается в положительном или отрицательном направлении, оно достигает минимального значения, необходимого для полного включения выходных тиристоров или симистора (обычно менее чем около 15 вольт). Падение напряжения на выходных клеммах SSR соответствует падению напряжения переключающего устройства V _T (обычно менее 2 вольт). Таким образом, любые высокие пусковые токи, связанные с реактивными или ламповыми нагрузками, значительно снижаются.

Когда сигнал входного напряжения постоянного тока удаляется, выход не отключается внезапно, так как после срабатывания проводимости тиристор или триак, используемый в качестве переключающего устройства, остается включенным в течение оставшейся части полупериода, пока токи нагрузки не упадут ниже удерживающих устройств тока, в этот момент он выключается. Таким образом, высокая обратная ЭДС dv / dt, связанная с переключением индуктивных нагрузок в середине синусоиды, значительно снижается.

Тогда основными преимуществами твердотельного реле переменного тока над электромеханическим реле является его функция пересечения нуля, которая включает SSR, когда напряжение нагрузки переменного тока близко к нулю вольт, таким образом подавляя любые высокие пусковые токи, поскольку ток нагрузки всегда будет запускаться от точки, близкой к 0 В, и присущей нулевой характеристике отключения тока тиристора или симистора. Поэтому существует максимально возможная задержка выключения (между удалением входного сигнала и отключением тока нагрузки) в один полупериод.

Фазорегулирующее твердотельное реле

Хотя твердотельные реле могут выполнять прямое переключение нагрузки при пересечении нуля, они также могут выполнять гораздо более сложные функции с помощью цифровых логических схем, микропроцессоров и модулей памяти. Другое превосходное применение твердотельного реле — в устройствах с диммером ламп, будь то дома, для шоу или концерта.

Твердотельные реле с ненулевым включением (мгновенное включение) включаются сразу после подачи входного управляющего сигнала, в отличие от SSR пересечения нуля, который выше, и ожидает следующей точки пересечения нуля синусоидальной волны переменного тока. Это случайное переключение при пожаре используется в резистивных устройствах, таких как диммер ламп, и в устройствах, в которых нагрузка должна подаваться только в течение небольшой части цикла переменного тока.

Форма сигнала с произвольным переключением

Хотя это позволяет контролировать фазу сигнала нагрузки, основная проблема случайного включения SSR заключается в том, что начальный скачок тока нагрузки в момент включения реле может быть высоким из-за переключающей мощности SSR, когда напряжение питания составляет близко к своему пиковому значению (90 ^o ). Когда входной сигнал удаляется, он перестает проводить, когда ток нагрузки падает ниже тока тиристоров или триаков, как показано на рисунке. Очевидно, что для твердотельного реле постоянного тока действие включения-выключения является мгновенным.

Твердотельное реле идеально подходит для широкого диапазона применений ВКЛ / ВЫКЛ переключения , поскольку они не имеют подвижных частей или контактов в отличие от электромеханического реле (ЭМР). Существует много различных коммерческих типов на выбор для входных сигналов управления переменного и постоянного тока, а также для переключения выходов переменного и постоянного тока, так как они используют полупроводниковые переключающие элементы, такие как тиристоры, триаки и транзисторы.

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

Пример твердотельного реле

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

Сначала давайте рассмотрим входные характеристики оптоизолятора MOC 3020 (доступны другие опто-триаки). Спецификация оптоизоляторов говорит нам, что прямое напряжение (V _F ) падения входного светодиода составляет 1,2 В, а максимальный прямой ток (I _F ) составляет 50 мА.

Светодиоду требуется около 10 мА, чтобы он мог достаточно ярко светиться до максимального значения 50 мА. Однако порт цифрового выхода микроконтроллера может выдавать максимум 30 мА. Тогда значение требуемого тока лежит где-то между 10 и 30 миллиампер. Следовательно:

Таким образом, можно использовать резистор для ограничения последовательного тока со значением от 126 до 380 Ом. Поскольку порт цифрового выхода всегда переключается на +5 В и для уменьшения рассеивания мощности через светодиод оптопары мы выберем предпочтительное значение сопротивления 240 Ом. Это дает светодиодный прямой ток менее 16 мА. В этом примере подойдет любое предпочтительное значение резистора между 150 Ом и 330 Ом.

Нагрузка нагревательного элемента составляет 600 Вт. Использование 120 В переменного тока даст нам ток нагрузки 5 ампер (I = P / V). Поскольку мы хотим управлять этим током нагрузки в обоих полупериодах (все 4 квадранта) формы сигнала переменного тока, нам потребуется триак переключения сети.

BTA06 — это симистор 600 В на 6 ампер (I _{T (RMS)} ), подходящий для общего / двухпозиционного переключения нагрузок переменного тока, но подойдет любой аналогичный симистор с номинальным напряжением 6–8 ампер. Кроме того, для этого переключающего триака требуется только 50 мА привода затвора для запуска проводимости, что намного меньше максимального значения 1 А для оптоизолятора MOC 3020.

Учтите, что выходной триак оптоизолятора включился при пиковом значении (90 ^o ) _{среднеквадратичного} напряжения питания 120 В переменного тока. Это пиковое напряжение имеет значение: 120 x 1,414 = 170Vpk. Если максимальный ток опто-триаков (I _TSM ) составляет 1 А, то минимальное значение требуемого последовательного сопротивления составляет 170/1 = 170 Ом или 180 Ом до ближайшего предпочтительного значения.  Это значение 180 Ом будет защищать выходной триак оптопары, а также затвор триака BTA06 при питании 120 В переменного тока.

Если симистор оптоизолятора включается при значении пересечения нуля (0 ^o ) _{среднеквадратичного} переменного напряжения питания 120 В , то минимальное напряжение, необходимое для подачи требуемого тока возбуждения затвора 50 мА, заставляющего переключающий триак в проводимость, будет: 180 Ом х 50 мА = 9,0 вольт. Затем симистор срабатывает, когда синусоидальное напряжение Gate-to-MT1 превышает 9 вольт.

Таким образом, минимальное напряжение, требуемое после точки пересечения нуля формы сигнала переменного тока, должно составлять 9 вольт, при этом рассеяние мощности в этом последовательном затворном резисторе очень мало, поэтому можно безопасно использовать резистор номиналом 0,5 Ом с сопротивлением 0,5 Ом и номиналом 0,5 Вт. Рассмотрим схему ниже.

Схема реле переменного тока

Этот тип конфигурации оптопары формирует основу очень простого применения твердотельного реле, которое может использоваться для управления любой нагрузкой от сети переменного тока, такой как лампы и двигатели. Здесь мы использовали MOC 3020, который является изолятором со случайным переключением. Опто-триачный изолятор MOC 3041 имеет те же характеристики, но со встроенным обнаружением пересечения нуля, 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 при отключенном симисторе, устраняя ложные срабатывания. Он также связывает терминал затвора с MT1, обеспечивая полное отключение симистора.

Если используется входной сигнал ШИМ с широтно-импульсной модуляцией, частота переключения ВКЛ / ВЫКЛ должна быть установлена ​​не более 10 Гц для нагрузки переменного тока, иначе выходное переключение этой полупроводниковой релейной цепи может не выдержать.

НПФ КонтрАвт. КИПиА для АСУ ТП (Контрольно измерительные приборы и автоматика)

Выберите продукцию из спискаНормирующие преобразователи измерительные …НПСИ-ТП нормирующий преобразователь сигналов термопар и напряжения …НПСИ-237-ТП нормирующий преобразователь сигналов термопар и напряжения, IP65 …НПСИ-ТС нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений …НПСИ-237-ТС нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений, IP65 …НПСИ-150-ТП1 нормирующий преобразователь сигналов термопар и напряжения …НПСИ-150-ТС1 нормирующий преобразователь сигналов термометров сопротивления …НПСИ-110-ТП1 нормирующий преобразователь сигналов термопар и напряжения …НПСИ-110-ТС1 нормирующий преобразователь сигналов термометров сопротивления …НПСИ-230-ПМ10 нормирующий преобразователь сигналов потенциометров …НПСИ-200-ГРТП модули гальванической развязки токовой петли…НПСИ-200-ГР1/ГР2 модули гальванической развязки токового сигнала (4…20) мА…НПСИ-200-ГР1.2 модуль разветвления 1 в 2 и гальванической развязки сигнала (4…20) мА…НПСИ-ДНТВ нормирующий преобразователь действующих значений напряжения и тока…НПСИ-ДНТН нормирующий преобразователь действующих значений напряжения и тока …НПСИ-200-ДН/ДТ нормирующие преобразователи действующих значений напряжения и тока…НПСИ-МС1 преобразователь мощности, напряжения, тока, коэффициента мощности…НПСИ-500-МС3 измерительный преобразователь параметров трёхфазной сети с RS-485 и USB …НПСИ-500-МС1 измерительный преобразователь параметров однофазной сети с RS-485 и USB . ..НПСИ-УНТ нормирующий измерительный преобразователь унифицированных сигналов с сигнализацией…НПСИ-237-УНТ нормирующий измерительный преобразователь унифицированных сигналов с сигнализацией, IP65 …НПСИ-ЧВ/ЧС нормирующие преобразователи частоты, периода, длительности сигналов, частоты сети…ПНТ-х-х нормирующий преобразователь сигналов термопар…ПСТ-х-х нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений…ПНТ-a-Pro нормирующий преобразователь сигналов термопар программируемый…ПCТ-a-Pro нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений программируемый…ПНТ-b-Pro нормирующий преобразователь сигналов термопар программируемый…ПCТ-b-Pro нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений программируемыйБарьеры искробезопасности (искрозащиты)…КА5011Ех барьеры искробезопасности активные, одноканальные приёмники сигнала (4…20) мА от пассивных или активных источников, HART …КА5022Ех барьеры искробезопасности активные двухканальные приёмники сигнала (4…20) мА от пассивных источников…КА5013Ех барьеры искробезопасности активные, разветвители сигнала 1 в 2, HART, шина питания …КА5031Ех барьеры искробезопасности активные, одноканальные приёмники сигнала (4…20) мА от активных источников, HART …КА5032Ех барьеры искробезопасности активные, двухканальные приёмники сигнала (4…20) мА от активных источников, HART …КА5131Ех барьеры искробезопасности активные, одноканальные передатчики сигнала (4…20) мА от активных источников, HART …КА5132Ех барьеры искробезопасности активные, двухканальные передатчики сигнала (4…20) мА от активных источников…КА5241Ех барьеры искробезопасности, приёмники дискретных сигналов, 1 канал…КА5242Ех барьеры искробезопасности, приёмники дискретных сигналов, 2 канала…КА5262Ех барьеры искробезопасности, приёмники дискретных сигналов, 2 канала…КА5232Ех барьеры искробезопасности, приёмники дискретных сигналов, 2 канала…КА5234Ех барьеры искрозащиты, приёмники дискретных сигналов, 4 каналаКонтроллеры, модули ввода-вывода. ..MDS CPU1000, MDS CPU1100 Программируемые логические контроллеры…MDS AIO-1 Модули комбинированные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов…MDS AIO-1/F1 Модули комбинированные функциональные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов…MDS AIO-4 Модули комбинированные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов…MDS AIO-4/F1 Модули комбинированные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, 4 ПИД регулятора…MDS AI-8UI Модули ввода аналоговых сигналов тока и напряжения…MDS AI-8TC Модули ввода сигналов термопар, тока и напряжения…MDS AI-8TC/I Модули ввода сигналов термопар, тока и напряжения с индивидуальной изоляцией между входами…MDS AI-3RTD Модули ввода сигналов термосопротивлений и потенциометров…MDS AO-2UI Модули вывода сигналов тока и напряжения…MDS DIO-16BD Модули ввода-вывода дискретных сигналов…MDS DIO-4/4 Модули ввода-вывода дискретных сигналов …MDS DIO-12h4/4RA Модули ввода-вывода дискретных сигналов высоковольтные…MDS DIO-8H/4RA Модули ввода-вывода дискретных сигналов высоковольтные…MDS DI-8H Модули ввода дискретных сигналов высоковольтные…MDS DO-8RС Модули вывода дискретных сигналов …MDS DO-16RA4 Модули вывода дискретных сигналов …MDS IC-USB/485 преобразователь интерфейсов USB и RS-485…MDS IC-232/485 преобразователь интерфейсов RS-232 и RS-485…I-7561 конвертер USB в RS-232/422/485…I-7510 повторитель интерфейса RS-485/RS-485…I-7520 преобразователь интерфейса RS-485/RS-232Измерители-регуляторы технологические…МЕТАКОН-6305 многофункциональный ПИД-регулятор с таймером выдержки…МЕТАКОН-4525 многоканальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-1005 измеритель технологических параметров, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1015 измеритель, нормирующий преобразователь, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1105 измеритель, позиционный регулятор, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1205 измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, контроллер, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1725 двухканальный измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, щитовой монтаж, RS-485. ..МЕТАКОН-1745 четырехканальный измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-512/522/532/562 многоканальные измерители-регуляторы…Т-424 универсальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-515 быстродействующий универсальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-513/523/533 ПИД-регуляторы…МЕТАКОН-514/524/534 ПДД-регуляторы…МЕТАКОН-613 программные ПИД-регуляторы…МЕТАКОН-614 программные ПИД-регуляторы…СТ-562-М источник тока для ПМТ-2, ПМТ-4Регистраторы видеографические…ИНТЕГРАФ-1100 видеографический безбумажный 4/8/12/16 канальный регистратор данных …ИНТЕГРАФ-1000/1010 видеографические безбумажные 8/16 канальные регистраторы данных …ИНТЕГРАФ-3410 видеографический безбумажный регистратор-контроллер термообработки… DataBox Накопитель-архиваторСчётчики, реле времени, таймеры…ЭРКОН-1315 восьмиразрядный одноканальный счётчик импульсов, поддержка RS-485, щитовой монтаж…ЭРКОН-315 счётчик импульсов одноканальный, поддержка RS-485, щитовой монтаж…ЭРКОН-325 счетчик импульсов двухканальный, поддержка RS-485, щитовой монтаж…ЭРКОН-415 тахометр-расходомер…ЭРКОН-615 счетчик импульсов реверсивный многофункциональный, поддержка RS-485, щитовой монтаж…ЭРКОН-714 таймер астрономический…ЭРКОН-214 одноканальное реле времени, цифровая индикация, монтаж на DIN-рельс или на панель…ЭРКОН-224 двухканальное реле времени, цифровая индикация, монтаж на DIN-рельс или на панель…ЭРКОН-215 реле времени программируемое одноканальное, поддержка RS-485, щитовой монтаж, цифровая индикацияБлоки питания и коммутационные устройства…PSM-120-24 блок питания 24 В (5 А, 120 Вт)…PSM-72-24 блок питания 24 В (3 А, 72 Вт)…PSM-36-24 блок питания 24 В (1,5 А, 36 Вт)…PSL низковольтные DC/DC–преобразователи на DIN-рейку 3 и 10 Вт…PSM-4/3-24 многоканальный блок питания 24 В (4 канала по 0,125 А, 3 Вт)…PSM-2/3-24 блок питания 24 В (2 канала по 0,125 А, 3 Вт)…PSM/4R-36-24 блок питания и реле, 24 В (1,5 А, 36 Вт)…БП-24/12-0,5 блок питания 24В/12В (0,5А)…ФС-220 фильтр сетевой. ..БПР блок питания и реле…БКР блок коммутации реверсивный (пускатель бесконтактный реверсивный)…БР4 блок реле…PS3400.1 блок питания 24 В (40 А) …PS3200.1 блок питания 24 В (20 А)…PS3100.1 блок питания 24 В (10 А)…PS3050.1 блок питания 24 В (5 А)…PS1200.1 блок питания 24 В (20 А)…PS1100.1 блок питания 24 В (10 А)…PS1050.1 блок питания 24 В (5 А)Программное обеспечение…SetMaker конфигуратор……  История  версий…MDS Utility конфигуратор…RNet программное обеспечение…OPC-сервер для регулятров МЕТАКОН…OPC-сервер для MDS-модулей

Нормирующие измерительные преобразователи предназначены для преобразования различных сигналов (сигналов термопар, термопреобразователей сопротивления, унифицированных сигналов и т.п.) или параметров сигналов (действующих значений, частоты, периода, длительности) в унифицированные сигналы постоянного тока или напряжения, которые линейно зависят от измеренной величины. Барьеры искробезопасности (барьеры искрозащиты) активные предназначены для обеспечения искробезопасности электрических цепей, расположенных во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок. Входные и выходные цепи, а также цепи питания гальванически изолированы. Обеспечивают периферийный ввод/вывод аналоговых и дискретных сигналов в распределенных управляющих системах и системах сбора данных по протоколам OPC DA, MODBUS RTU, RNet и DCS, также используются в SCADA-АСУТП. Многоканальные приборы серии МЕТАКОН осуществляют измерение, а также позиционное и пид-регулирование. Применяются в качестве измерителей, сигнализаторов и регуляторов технологических параметров. Возможно подключение к сети RS-485 и использование приборов МЕТАКОН в SCADA-АСУТП. Представлены распределенные электронные (безбумажные) видеографические регистраторы (самописцы) серии ИНТЕГРАФ, а также системы сбора данных на базе накопителей –архиваторов DataBox. сайт интеграф.рф Счётчики импульсов ЭРКОН предназначены для подсчёта числа импульсов и формирования управляющих сигналов в зависимости от выполнения заданных условий на результат счёта. Разнообразные устройства коммутации: блоки реле, устройства для управления приборами МЭО и другие устройства для управления исполнительными механизмами. ПО для организации систем сбора и управления технологическими процессами, утилиты для настройки оборудования, OPC-серверы и другое.

Твердотельные реле производства International Rectifier — Компоненты и технологии

Классификация

Что же заставляет разработчиков отказываться отэлектромагнитных реле и использовать вместо них твердотельные? В числе основных преимуществ оптоэлектронных реле следует отметить:

• высокую надежность, обусловленную отсутствием механических контактов, и, как следствие, высокую наработку на отказ: число переключений составляет не менее 10 млрд, что в 1000 раз превышает тот же показатель для лучших образцов электромагнитных реле;
• неизменное контактное сопротивление в течение всего срока службы;
• отсутствие дребезга контактов, что снижает внутрисхемный уровень помех в аппаратуре и обеспечивает стабильность ее работы;
• отсутствие акустического шума от работы механических контактов;
• совместимость по входу с логическими микросхемами, обеспечивающая простоту интеграции твердотельных реле в цифровые устройства;
• отсутствие индуктивности — причины возникновения нежелательных выбросов напряжения при переключении электромагнитных реле;
• необходимость низкоуровневых сигналов управления, что существенно упрощает схему управления твердотельным реле в отличие от электромагнитного, для управления работой которого, как правило, необходим электронный ключ с диодной защитой от выбросов напряжения;
• высокую виброустойчивость и ударостойкость, обусловленную отсутствием подвижных механических контактов;
• отличные характеристики изоляционных свойств как между входом и выходом реле, так и высокое сопротивление изоляции корпуса;
• высокое быстродействие;
• высокую устойчивость к воздействию внешних электромагнитных полей;
• малое энергопотребление: твердотельные реле потребляют электроэнергии на 95% меньше, чем электромагнитные реле;
• малые габариты и вес.

Компания International Rectifier предлагает широкий выбор оптоэлектронных приборов — оптронов и твердотельных реле различного назначения (рис. 1). В технической документации компании принято их сокращенное обозначение — MER (Microelectronic Relay).

Телекоммуникационные реле предназначены для работы в факс-модемах, многофункциональных телефонах, беспроводных телефонах, автоответчиках, в коммутаторах и мультиплексорах телефонных линий, в аппаратуре систем безопасности.

Реле промышленного контроля и автоматики используются в качестве выходных реле программируемых логических контроллеров, драйверов соленоидов, клапанов, контакторов, электродвигателей, обмоток, индикаторов и дисплеев. Они предназначены для коммутации наиболее мощной нагрузки (на ток до 4,5А в корпусе DIP6), имеют низкое сопротивление во включенном состоянии (40мОм), работают при напряжениях постоянного или переменного тока до 280В, а при напряжении только постоянного тока — при напряжении до ±400В, имеют высокую чувствительность (3мА), обеспечивают замену ртутных реле. Эти реле полностью взаимозаменяемы с твердотельными реле производства других компаний, например, твердотельные реле HSSR8060 серии SSR компании Hewlett-Packard (в настоящее время Agilent) могут быть заменены аналогами производства IR: PVG612S — для поверхностного монтажа, PVG612 — для монтажа в отверстие.

Рис. 1. Классификация оптоэлектронных приборов IR

Реле для измерительной техники применяются в сканерах, мультиплексорах, системах сбора данных, контрольно-измерительном оборудовании. Они обеспечивают высокую скорость переключения, имеют высокое сопротивление в выключенном состоянии (1011Ом), высокую чувствительность (2мА), низкое отклонение значения напряжения включения при изменении температуры (0,2мкВ). Реле этой группы производства компании IR обеспечивают полную замену твердотельных реле HSSR8200 серии SSR.

Технологии и конструкции

Главной особенностью твердотельных реле производства IR является использование выходных ключей, выполненных на полевых МОП или IGBT-транзисторах. В отличие отдругих производителей компания не выпускает реле с выходными ключами на биполярных транзисторах или тиристорах. Посравнению с ними ключи на МОП-транзисторах характеризуются линейной зависимостью тока от напряжения открытого ключа, падение напряжения на нем составляет менее 0,6В. Более того, выходные ключи твердотельных реле IR на сдвоенных МОП-транзисторах обеспечивают двунаправленное переключение нагрузки и работают в цепях переменного тока. В качестве транзисторов ключей используются полевые МОП-транзисторы, выполненные по запатентованной IR технологии HEXFET или биполярные транзисторы с изолированным затвором — IGBT. При использовании твердотельных реле всегда следует учитывать особенности IGBT и MOП-транзисторов: IGBT-транзисторы работают на низких частотах (до 20 кГц), допускают небольшой разброс параметров нагрузки, подходят для работы в высоковольтных приложениях при достаточно высокой мощности нагрузки и при более высокой температуре; МОП-транзисторы, напротив, имеют высокое быстродействие (более 200кГц), допускают широкий разброс параметров нагрузки, но в то же время работаютпри более низких рабочих напряжениях и сравнительно низкой мощности нагрузки.

Рис. 2 варианты условных электрических схем твердотельных реле и оптронов

Двунаправленные ключи твердотельных реле на полевых МОП-транзисторах получили название BOSFET. На рис. 2 представлены варианты условных электрических схем твердотельных реле и оптронов, выпускаемых компанией IR. В 2001 году технология производства BOSFET-ключей была усовершенствована — в них стали применять «разумные» монолитные оптоэлектронные излучатели и выходные ключи на HEXFET-транзисторах. Обновленная технология получила название BOSFET Upgrade, а к обозначению микроэлектронных реле добавился суффикс N на конце (если суффикс состоит из двух букв — NS, то это значит, что микроэлектронное реле, выполненное по технологии BOSFET Upgrade, предназначено для поверхностного монтажа). Обновленная технология используется так же и при производстве оптронов.

В том случае, если требуется переключение столь мощной нагрузки, что выпускаемые для этой цели твердотельные реле не подходят, IR предусмотрительно выпускает серию оптронов по технологии Lego-Block — PVI5033R (рис. 2, и). Их применяют совместно с мощными дискретными HEXFET или IGBT-транзисторами, используемыми в качестве ключевых, и, таким образом, получают твердотельные реле, рассчитанные на заданную мощность нагрузки. Они предназначены только для функции включения и выключения и не годятся для работы в быстродействующих приложениях. В таких реле обеспечивается полная оптическая развязка между логической схемой управления и нагрузкой, работающей при высоких значениях рабочего напряжения и тока нагрузки. Раздельное управление посредством двух оптоэлектронных пар делает возможной реализацию твердотельного реле со схемой 1FormC, например, однополюсного реле на два положения.

Применение в твердотельных реле, например PVX6012, в качестве ключей IGBT-транзисторов позволяет коммутировать нагрузку мощностью до 400 Вт на постоянном токе или до 280 Вт — на переменном. Кроме того, такие реле полностью заменяют опасные для окружающей среды и здоровья человека ртутные реле и в отличие от них могут быть установлены в любом положении, в то время как ртутные устанавливают, как правило, вертикально. Цены на твердотельные реле существенно ниже цен на ртутные реле.

Pис. 3 упрощенная схема включения PVR.

PVR-реле

В технической документации IR твердотельные реле обозначаются сокращением PVR — Photovoltaic Relay. На рис. 3 показана упрощенная схема включения PVR. Твердотельное реле является токозависимым устройством, то есть его включение зависит отвходного тока. Для его правильной работы необходимо правильно рассчитать сопротивление токоограничительного резистора R_C. С одной стороны, этот резистор должен обеспечить ток достаточной для включения величины, а с другой — ограничить величину этого тока так, чтобы он не превышал 25мА. При этом следует также учитывать температуру среды, в которой будет работать реле. Зависимость входного тока от падения напряжения на светодиоде при различных температурах показана на рис. 4. Рассчитать сопротивление ограничительного резистора можно по формуле:

где I_C — ток включения.

Например, приняв минимальное входное напряжение равным 4,5 В, ток включения — 5 мА, температуру окружающей среды — –40°С, а падение напряжения на светодиоде— 1,6В, в результате расчета получим величину сопротивления <=580Ом. Это максимальная величина сопротивления, при которой обеспечивается надежное включение реле. При высоких температурах падение напряжения на светодиоде обычно принимают равным 0,9В.

Необходимо рассчитать и минимально допустимую величину сопротивления, чтобы избежать выхода светодиода из строя. Ее рассчитывают по формуле:

Pис. 4. Зависимость входного тока от падения напряжения на светодиоде при различных температурах.

При расчете в формулу подставляют максимальные значения величин: входного напряжения — 6 В (продолжаем расчет примера), входного тока — 25 мА при максимальной температуре 85 °С. Падение напряжения на светодиоде, как было отмечено, принимают равным 0,9 В. В результате получаем расчетную величину минимально допустимого сопротивления. Оно составит 204 Ом. Следовательно, в данном случае величину сопротивления резистора R_C следует выбирать в пределах 204–580 Ом.

Твердотельные реле в телекоммуникационных устройствах

Твердотельные реле в телекоммуникационных устройствах предназначены, прежде всего, для замены механических реле в схемах поднятия трубки, импульсного набора номера в телефонных аппаратах, факсах, модемах. Именно механические реле в таких устройствах наиболее подвержены выходу изстроя. На рис. 5, 6 показаны схемы входного линейного устройства факс-модема с механическим реле и с твердотельным реле типа PVT412L, которым это механическое реле заменено. Этот пример ясно показывает, что при переходе на твердотельные реле не только повысится надежность устройства, но, кроме того, потребуется меньше компонентов для схемы, а именно:

• исключается цепь для борьбы с дребезгом R1C1, поскольку в твердотельных реле явление дребезга контактов отсутствует;
• нет необходимости в предохранительных резисторах R2 и R3, благодаря токоограничивающим свойствам реле PVT412L. Этонаиболее важное преимущество, так как в результате перенапряжения, например, при грозовом разряде, предохранительные резисторы в модеме с механическим реле перегорают, что неизбежно потребует ремонта. При использовании твердотельного реле такой проблемы не возникает.

В числе других преимуществ такой замены — экономия места на печатной плате и экономия в средствах примерно на 15% (при больших объемах производства).

Среди твердотельных реле производства IR, которые с успехом применяются как в телекоммуникационном оборудовании, так и в устройствах другого назначения — силовых, телекоммуникационных, измерительных и т. д., следует отметить новое оптоэлектронное реле PVN012. В этом реле использованы ключи наполевых транзисторах HEXFET 5-го поколения (Generation V), которые управляются оптоэлектронным генератором. Реле PVN012 обладает хорошей линейностью, работает вцепях постоянного и переменного тока (2,5–4,5А), имеет контактное сопротивление 100мОм и напряжение пробоя между входом и выходом 4000В (переменного тока).

Pис. 5 Cхемы входного линейного устройства факс-модема

Pис. 6 Cхемы входного линейного устройства факс-модема

Низкопрофильные реле серии PVO предназначены для работы в PCMCIA-картах.

Таблица 1. Сравнительные характеристики

Таблица 2. Перечень возможных замен твердотельных реле.

Примечания:

1. При прямой замене — полное соответствие назначения и расположения выводов.
2. При близкой замене имеются некоторые отличия электрических параметров; возможно, потребуется изменить схему.
3. При возможной замене имеются отличия в типах используемых корпусов или электрических параметрах, потребуется изменить схему, при этом:
   1. предлагаемая замена обладает более низким контактным сопротивлением;
   2. усовершенствованный компонент — необходимо связаться с производителем для получения дополнительной информации;
   3. компонент для замены имеет корпус другого типа;
   4. не допускается использование в новых разработках.
4. ТТР — твердотельное реле.

Твердотельные реле для приборостроения и промышленной аппаратуры

Твердотельные реле для применения в приборостроении и системах промышленной автоматики — это самая большая группа реле как по количеству, так и по разнообразию конструкции и характеристик, потому что такие реле предназначены для выполнения самых разнообразных задач.

Существует три схемы включения твердотельных реле: схема А — для работы в цепях переменного и постоянного тока и схемы B, C — для работы в цепях постоянного тока (рис. 7). Соответственно, допустимый ток нагрузки минимален для схемы включения А, больше — для схемы включения В и максимален — для схемы включения С. Его величина для конкретной схемы включения указана в технических характеристиках реле. Твердотельные оптоэлектронные реле IR по назначению нельзя четко выделить в отдельные группы, поскольку они могут выполнять свои функции в различных цепях. Поэтому при их подборе следует принимать во внимание «конкретную обстановку»: для работы в мультиплексорах, приборах, в которых требуются высокое быстродействие, линейность характеристик, высокая чувствительность и стабильность работы, следует использовать быстродействующие реле; в устройствах питания следует подбирать реле по рабочему напряжению и допустимому току нагрузки и обращать внимание на напряжение пробоя между входом и выходом. Втех случаях, когда не удается подобрать необходимое реле, выйти из положения можно, если использовать схему на дискретных полевых или IGBT-транзисторных ключах и оптопару серии PVI.

Новое реле PVY116 предназначено для замены обычных и ртутных механических реле. Его особенность — высокое быстродействие, что делает это реле необходимым компонентом в автоматизированном измерительном оборудовании, приборах и системах сбора данных. PVY116 выпускают только в корпусе SOP-4, предназначенном для поверхностного монтажа.

Новые реле серии PVT212 предназначены для замены популярных твердотельных реле Lh2517 производства AT&T Microelectronics и Infineon, а также однотипных реле других компаний. Сравнительные характеристики этих реле приведены в таблице 1.

Твердотельные реле типа PVX6012 выполнены на выходных ключах IGBT и HEXFRED (см. рис. 2, г) в 14-выводном корпусе DIP. Рабочее напряжение для них составляет 0–280В (среднеквадратичное значение) на переменном токе и 0–400В — на постоянном. Максимальный ток нагрузки составляет 1А. Реле этого типа предназначены для работы в системах промышленной автоматики и управления, контрольно-измерительном оборудовании, для замены электромагнитных и ртутных реле.

Твердотельные реле IR выпускаются в 6- 8-, 14- и 16-выводных корпусах DIP, 6-выводных корпусах SMT и в корпусах ThinPak.

В таблице 2 приведен перечень возможных замен твердотельных реле других производителей на аналогичные реле IR.

Pис. 7 Три схемы включения твердотельных реле.

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:

Эквивалентная схема твердотельного реле

Далее следуют три способа сделать SSR:

Первые два используют полевые транзисторы и могут быть выключены и включены в течение цикла переменного тока при необходимости. Скорость переключения должна быть понята. Версии с плавающим затвором имеют постоянную времени RC, которая контролирует выключение, если не предпринимаются дополнительные меры для его предотвращения.

Цепь TRIAC включается при срабатывании и выключается при следующем пересечении нуля. Он может быть запущен, как только пройдено пересечение нуля, но, опять же, его нельзя отключить до следующего пересечения нуля. Таким образом, вы можете получить целые полупериоды или полупериоды, простирающиеся от точки обжига до конца этого полупериода. Индуктивные нагрузки немного усложняют это, но находятся за пределами основного обсуждения.

(1) Поместите МОП-транзистор в 4-х диодный мост в качестве «нагрузки». Перемычка переменного тока для входа переменного тока «замкнута» = включено для переменного тока, когда полевой транзистор включен. Gate является плавающим, поэтому необходимо подать напряжение на затвор. Не сложно, но нужно подумать. Грубая диаграмма — может быть, позже. Показанный здесь транзистор является биполярным, но MOSFET выполняет ту же работу. MOSFET всегда видит DC. Нагрузка видит переключение переменного тока. Привод ворот с опто. Получите мощность, например, через резистор, подаваемый из дренажа в крышку резервуара, чтобы управлять воротами через опто.

---

(2) Два, например, N канальных MOSFET последовательно — соединяют источник с источником и шлюз с шлюзом. Входы 2 х стоков. Drive Gate + VE к источнику, чтобы включить. Ворота к источнику, чтобы выключить. Опять же, ворота и источники плавают, поэтому вам нужно добраться до них, но не сложно — просто нужно подумать.

---

Принципиальная схема ниже показывает пример практической реализации этого принципа.
Обратите внимание, что полевые транзисторы являются N-канальными и что источники обоих полевых транзисторов соединены, а вентили обоих полевых транзисторов соединены. Эта схема работает, потому что МОП-транзисторы являются двумя квадрантными устройствами — то есть, полевой транзистор с каналом N может быть включен положительным затвором, действительным для источника, независимо от того, равно ли напряжение стока на источник + ve или -ve. Это означает, что FET может вести себя «задом наперед», если его вести обычным образом. Требуются два полевых транзистора, соединенные в «антисерийный» (противоположная относительная полярность), поскольку внутри каждого полевого транзистора имеется «диод корпуса», который проводит, когда полевой транзистор смещен противоположно обычному. Если бы использовался только один FET, он работал бы, когда FET был выключен, когда Drain был отрицательным по отношению к источнику.

Обратите внимание, что «изоляция» и смещение уровня сигнала включения / выключения для плавающих затворов достигается с помощью конденсаторов 2 x 100 пФ. Рассмотрим схему справа как потенциально при потенциале сети. Правая рука 74C14 формирует генератор с частотой около 100 кГц, и два инвертора между ними обеспечивают преобразование в противоположную полярность через 2 конденсатора к 4 диодам, которые образуют мостовой выпрямитель. Выпрямитель обеспечивает привод постоянного тока для плавающих ворот FET. Емкость затвора, вероятно, составляет ~ несколько нФ, и она разряжается R1 при удалении сигнала возбуждения. Я предполагаю, что удаление диска произойдет за десятые доли милисекунды, но сделайте расчеты самостоятельно.

Схема отсюда и заметки

• В схеме используется недорогой инвертор C-MOS и несколько небольших конденсаторов для питания двух мощных МОП-транзисторов от источника питания 12 В до 15 В. Поскольку значения конденсатора связи, используемые для управления полевыми транзисторами, малы, ток утечки из линии электропередачи в цепь управления составляет крошечные 4 мкА. Только около 1,5 мА постоянного тока требуется для включения и выключения 400 Вт переменного или постоянного тока для нагрузки

---

(3) Триак

Вы специально упомянули МОП-транзисторы.
TRIAC также обычно используется в AC SSR.
Ниже приведена типичная схема TRIAC.
L1 не может быть использован.
C1 и R6 образуют «демпфер», а значения зависят от характеристик нагрузки.

Реле постоянного тока на 5 вольт

Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 1

О какой нагрузке идет речь? Да о любой — релюшки, лампочки, соленоиды, двигатели, сразу несколько светодиодов или сверхмощный силовой светодиод-прожектор. Короче, все что потребляет больше 15мА и/или требует напряжения питания больше 5 вольт.

Вот взять, например, реле. Пусть это будет BS-115C. Ток обмотки порядка 80мА, напряжение обмотки 12 вольт. Максимальное напряжение контактов 250В и 10А.

Подключение реле к микроконтроллеру это задача которая возникала практически у каждого. Одна проблема — микроконтроллер не может обеспечить мощность необходимую для нормальной работы катушки. Максимальный ток который может пропустить через себя выход контроллера редко превышает 20мА и это еще считается круто — мощный выход. Обычно не более 10мА. Да напряжение у нас тут не выше 5 вольт, а релюшке требуется целых 12. Бывают, конечно, реле и на пять вольт, но тока жрут больше раза в два. В общем, куда реле не целуй — везде жопа. Что делать?

Первое что приходит на ум — поставить транзистор. Верное решение — транзистор можно подобрать на сотни миллиампер, а то и на амперы. Если не хватает одного транзистора, то их можно включать каскадами, когда слабый открывает более сильный.

Поскольку у нас принято, что 1 это включено, а 0 выключено (это логично, хотя и противоречит моей давней привычке, пришедшей еще с архитектуры AT89C51), то 1 у нас будет подавать питание, а 0 снимать нагрузку. Возьмем биполярный транзистор. Реле требуется 80мА, поэтому ищем транзистор с коллекторным током более 80мА. В импортных даташитах этот параметр называется Ic, в наших Iк. Первое что пришло на ум — КТ315 — шедевральный совковый транзистор который применялся практически везде 🙂 Оранжевенький такой. Стоит не более одного рубля. Также прокатит КТ3107 с любым буквенным индексом или импортный BC546 (а также BC547, BC548, BC549). У транзистора, в первую очередь, надо определить назначение выводов. Где у него коллектор, где база, а где эмиттер. Сделать это лучше всего по даташиту или справочнику. Вот, например, кусок из даташита:

Обратите внимание на коллекторный ток — Ic = 100мА (Нам подоходит!) и маркировку выводов.

Цоколевка нашего КТ315 определяется так

Если смотреть на его лицевую сторону, та что с надписями, и держать ножками вниз, то выводы, слева направо: Эмиттер, Колектор, База.

Берем транзистор и подключаем его по такой схеме:

Коллектор к нагрузке, эмиттер, тот что со стрелочкой, на землю. А базу на выход контроллера.

Транзистор это усилитель тока, то есть если мы пропустим через цепь База-Эмиттер ток, то через цепь Колектор-Эмиттер сможет пройти ток равный входному, помноженному на коэффициент усиления hfe. hfe для этого транзистора составляет несколько сотен. Что то около 300, точно не помню.

Максимальное напряжение вывода микроконтроллера при подаче в порт единицы = 5 вольт (падением напряжения в 0.7 вольт на База-Эмиттерном переходе тут можно пренебречь). Сопротивление в базовой цепи равно 10000 Ом. Значит ток, по закону Ома, будет равен 5/10000=0.0005А или 0.5мА — совершенно незначительный ток от которого контроллер даже не вспотеет. А на выходе в этот момент времени будет Ic=Ibe*hfe=0.0005*300 = 0.150А. 150мА больше чем чем 100мА, но это всего лишь означает, что транзистор откроется нараспашку и выдаст максимум что может. А значит наша релюха получит питание сполна.

Все счастливы, все довольны? А вот нет, есть тут западло. В реле же в качестве исполнительного элемента используется катушка. А катушка имеет неслабую индуктивность, так что резко оборвать ток в ней невозможно. Если это попытаться сделать, то потенциальная энергия, накопленная в электромагнитом поле, вылезет в другом месте. При нулевом токе обрыва, этим местом будет напряжение — при резком прерывании тока, на катушке будет мощный всплеск напряжения, в сотни вольт. Если ток обрывается механическим контактом, то будет воздушный пробой — искра. А если обрывать транзистором, то его просто напросто угробит.

Надо что то делать, куда то девать энергию катушки. Не проблема, замкнм ее на себя же, поставив диод. При нормальной работе диод включен встречно напряжению и ток через него не идет. А при выключении напряжение на индуктивности будет уже в другую сторону и пройдет через диод.

Правда эти игры с бросками напряжения гадским образом сказываются на стабильности питающей сети устройства, поэтому имеет смысл возле катушек между плюсом и минусом питания вкрутить электролитический конденсатор на сотню другую микрофарад. Он примет на себя большую часть пульсации.

Красота! Но можно сделать еще лучше — снизить потребление. У реле довольно большой ток срывания с места, а вот ток удержания якоря меньше раза в три. Кому как, а меня давит жаба кормить катушку больше чем она того заслуживает. Это ведь и нагрев и энергозатраты и много еще чего. Берем и вставляем в цепь еще и полярный конденсатор на десяток другой микрофарад с резистором. Что теперь получается:

При открытии транзистора конденсатор С2 еще не заряжен, а значит в момент его заряда он представляет собой почти короткое замыкание и ток через катушку идет без ограничений. Недолго, но этого хватает для срыва якоря реле с места. Потом конденсатор зарядится и превратится в обрыв. А реле будет питаться через резистор ограничивающий ток. Резистор и конденсатор следует подбирать таким образом, чтобы реле четко срабатывало. После закрытия транзистора конденсатор разряжается через резистор. Из этого следует встречное западло — если сразу же попытаться реле включить, когда конденсатор еще не разрядился, то тока на рывок может и не хватить. Так что тут надо думать с какой скоростью у нас будет щелкать реле. Кондер, конечно, разрядится за доли секунды, но иногда и этого много.

Добавим еще один апгрейд. При размыкании реле энергия магнитного поля стравливается через диод, только вот при этом в катушке продолжает течь ток, а значит она продолжает держать якорь. Увеличивается время между снятием сигнала управления и отпаданием контактной группы. Западло. Надо сделать препятствие протеканию тока, но такое, чтобы не убило транзистор. Воткнем стабилитрон с напряжением открывания ниже предельного напряжения пробоя транзистора.

Из куска даташита видно, что предельное напряжение Коллектор-База (Collector-Base voltage) для BC549 составляет 30 вольт. Вкручиваем стабилитрон на 27 вольт — Profit!

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 ТТР

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.

ТТР 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.

 ТТР 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 током

управление 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:

ТТР 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:

Где купить твердотельное реле

Любые виды твердотельных реле вы всегда можете найти на Али по этой ссылке.

При написании статьи использовалась информация, взятая по этой ссылке.

Схемы подключения и управление твердотельными реле переменного и постоянного тока — блог СамЭлектрик.ру

Схемы подключения твердотельных реле

В этой статье обсудим схемы подключения твердотельными реле (ТТР), и способы управления ими.

Напоминаю, для тех кто не в курсе – что такое твердотельное реле и как оно работает – обратитесь к более старой моей статье О принципах работы твердотельных реле.

Схемы включения подобных реле не очень сложны, но, как и везде, есть свои особенности.

Твердотелки – надо ли их использовать?

Для начала рассмотрим также целесообразность применения таких реле. Например, реальный случай:

У нас на предприятии на одном станке стоят соленоидные клапаны с питанием 24VDC 2А. Эти два клапана соединены параллельно, и включаются-выключаются с частотой примерно 1 раз в секунду. Питание идёт через реле. И, несмотря на то, что номинальный ток реле 10А индуктивной нагрузки, приходилось менять его каждый месяц-два. Поставили мы твердотелку – и забыли, работает без шума и проблем уже два года.

Другой случай, когда такие реле не нужны:

Простейший контроллер температуры, точность поддержания не существенна. Нагрузка – ТЭНы, работают в воде круглосуточно. Чаще, чем раз в год, один из ТЭНов замыкает или коротит на корпус. Здесь большая вероятность того, что ТТР выгорит, так как они очень чувствительны к перегрузкам.

О перегрузках и защите твердотельных реле будет подробно сказано ниже, а в данном случае целесообразно применить обычный контактор, который прекрасно справляется с перегрузкой и стоит в 10 раз дешевле.

Поэтому, за модой гнаться не стоит, а лучше применить трезвый расчет. Расчет по току и по финансам.

Если кому-то придёт в голову, можно кнопкой звонка или герконом запускать двигатель мощностью 10 кВт! Но не так всё просто, подробности будут ниже.

Различия схем включения реле

По виду подключения твердотельные реле можно разделить на следующие категории:

• постоянное напряжение (встречается чаще всего),
• переменное напряжение,
• постоянный ток 4-20 мА,
• переменный резистор.

• твердотельные реле переменного тока
• твердотельные реле постоянного тока

• одна фаза
• три фазы (как правило, фактически это две фазы)

В любом случае, для выбора ТТР и его схемы включения нужно руководствоваться мануалами на данное реле.

Кстати, рекомендую мою статью про трехфазное и однофазное напряжение. Терминология и отличия разжеваны не пальцах)))

Схемы подключения твердотельных реле

Теперь рассмотрим подключение твердотельного реле подробнее.

Управление твердотельными реле схемотехнически такое же, как и у обычного реле. Ниже упрощенно показана схема включения реле переменного тока с сигналом управления 24В постоянного тока:

Схема включения твердотельного реле

Схема показана для реле, у которого управляющее напряжение постоянное, от 5 до 24 Вольт. Данное реле может коммутировать переменное напряжение до 240 Вольт, ток до 20 А.

С током не всё так просто, но об этом ниже.

Как работает схема. На вход (контакты 3 и 4, соблюдать полярность!)  подается управляющее напряжение от источника 24В. Подается оно через цепь управления, которая представлена как НО контакт. Этим контактом может быть и обычное реле, и выход контроллера, и датчик с релейным выходом или транзисторным выходом типа PNP.

Про НО контакты и PNP выходы датчиков я подробно написал в этой статье. Очень рекомендую!

Ещё раз напоминаю –

НЗ – это закрытые (замкнутые) контакты, через которые в нормальном положении (без активации управляющим сигналом) течёт ток.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

НО – это открытые (незамкнутые) контакты, через которые в нормальном положении (без активации управляющим сигналом) ток не течёт.

Условные выходные контакты ТТР также будут НО, т.к. без активации цепи управления нагрузка выключена.

Теперь подробнее по управлению твердотелками.

Схемы с управлением от транзистора

Здесь транзистор может быть выходом любого полупроводникового прибора – датчика приближения, контроллера, и т.п.

 Управление транзистором PNP, НО реле

Скажу, что со схемами управления, которые я взял из фирменных инструкций, полная путаница. Можете сами разобраться, а я расскажу своё мнение.

Управление транзистором PNP, НО реле

Под “нормально открытым контактом” (читали, что это, ссылку я давал выше?) подразумевается, что без управляющего напряжения (на базе транзистора) твердотельное реле не пропускает ток. Напряжение между входными контактами 3 и 4 близко к нулю, реле выключено. При подаче входного управляющего напряжения на базу транзистора (например, +5В), транзистор открывается и плюс подается на вход 3. Реле открывается, нагрузка получает питание.

Управление транзистором NPN, НЗ реле

Управление транзистором NPN, НЗ реле

Когда транзистор закрыт (не активен), на управляющий вход твердотельного реле подается напряжение, нагрузка под напряжением.

Управление транзистором NPN, НО реле

Когда транзистор закрыт (не активен), на управляющий вход твердотельного реле подается напряжение, близкое к нулю, и нагрузка без напряжения.

Управление резистором

Плавно подходим к переменному току.

Управление переменным резистором

Не путать переменный ток и переменный резистор! В данном случае твердотельное реле фактически является диммером, который изменяет скважность выходного напряжения для нагрузки, которая приспособлена для этого. Такие реле – только с коммутацией переменного тока, и включаются/выключаются 100 раз в секунду.

 Схема с фиксацией и управлением кнопками (защелка)

Управление твердотельным реле с фиксацией включения

Схема включения интересна тем, что можно включать – выключать нагрузку, используя только две кнопки – Пуск и Стоп. То есть, схема такая же, как и при использовании обычного реле. Точнее, магнитного пускателя. Важно, что управляющее напряжение равно напряжению питания нагрузки.

Схема нарисована тайваньскими инженерами, попробуем разобраться в ней.

Кстати, её же можно использовать для коммутации и переменного, и постоянного тока.

Схема работает таким образом. Исходно управляющее напряжение поступает на клемму 3 ТТР с источника питания через НЗ контакты кнопки Стоп. При нажатии кнопки Пуск (слева на схеме) напряжение с другого полюса источника поступает через НО контакты на клемму 4 ТТР. Реле включается, напряжение на клемме 1 появляется, и подается через резистор (вверху схемы) на клемму 4. Прошла доля секунды, кнопку Пуск можно отпускать, нагрузка питается до тех пор, пока не будет нажата кнопка Стоп.

 Схемы включения трехфазных твердотельных реле

Трехфазное твердотельное реле, схемы подключения.

Тут источник трехфазного напряжения – справа по схемам, нагрузка – слева. Управляющее напряжение может быть любым (переменным или постоянным).

Кроме того, коммутация может быть как по двум фазам, так и по трём, это важно! Подробнее ниже.

Реверсивные твердотельные реле

Существуют также специальные трехфазные твердотельные реле для реверса двигателей, у которых два управляющих входа.

Пример включения трехфазного реле – на фото ниже:

Включение трехфазного твердотельного реле

Как видно, реле не совсем трехфазное, одна фаза подается на двигатель постоянно, что может стать причиной опасности.

Та же особенность бывает в устройствах плавного пуска.

На корпусе реле напечатана его схема включения, где всё понятно. Реле реверсивное, и у него два входа – Forward и Reverse (Вперёд/Назад). Для реверса фазы L1 и L2 меняются местами.

Важно – внутри реле нет блокировки от одновременного включения в обоих направлениях, и ее надо обеспечить аппаратно (блокировочные контакты кнопок/реле) и программно (если управление – от контроллера). Если это не предусмотреть, то вероятна ситуация, когда силовые выходы 1, 2, 3, 4 будут замкнуты накоротко 🙁 .

Выбор твердотельных реле, защита и особенности работы

Обычное реле и контактор без особых проблем выдерживают кратковременные перегрузки до 150 и даже 200% от номинала. Особенно, если не коммутировать нагрузку с таким током, а повышать ток после замыкания, и понижать перед размыканием.

Обычные контакты могут выдержать и кратковременный ток КЗ, если сработает защита с правильной уставкой тока. Просто, возможно, придётся потом контакты почистить.

Твердотельные реле от перегрузок страдают сильнее, за пол периода портятся безвозвратно, и контакты потом не почистить, из-за отсутствия таковых.

Это как в звукотехнике. Ламповая техника при перегрузках чувствует себя нормально, только слегка “потеет”, а транзисторы начинают жутко искажать сигнал и могут выйти из строя. За это до сих пор так ценятся ламповые усилители, за их мягкий, бархатный звук на предельных мощностях. Другое дело, что источников качественного сигнала сейчас практически нет, всё заполонил mp3 128kbps, и то в лучшем случае. Но это тема отдельной статьи…

Если при выборе контактора достаточно выбрать запас в 10-20% и защитить его обычным автоматом, то с твердотельными устройствами всё сложнее.

Поэтому для твердотельных реле рекомендуется для активной нагрузки (лампы, ТЭНы) запас по номинальному току в 2-4 раза. При пуске асинхронных двигателей из-за большого пускового тока запас по току нужно увеличить до 6-10 раз.

То есть, трехфазная твердотелка Fotek TSR-40AA-H на 40А, показанная на фото чуть выше, на своих 40 амперах работать вряд ли будет. Мощность двигателя, которую можно коммутировать в данном случае – от 2,2 кВт до 5 кВт. Причём двигатель 5 кВт (это около 10А) должен запускаться обязательно на холостом ходу, с минимальным пусковым моментом, а нагрузку к нему прикладывать можно после пуска и разгона.

Кстати, с индуктивной нагрузкой твердотельные реле могут вести себя неадекватно, у меня бывали проблемы. В случае высокоиндуктивных нагрузок (трансформаторы, катушки с магнитопроводами, электрические звонки, и т.п.) нужно параллельно нагрузке включать RC-цепь (снабберную цепь из последовательных резистора и конденсатора) для уменьшения влияния противо-ЭДС. Кроме того, эта цепь уменьшает общую индуктивность нагрузки, т.е. делает её более активной. И ТТР легче работать.

Напоследок – защита при КЗ

Производители рекомендуют использовать специальные предохранители для твердотельных приборов:

• gR – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов(более быстродействующие , чем gS)
• gS – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов, при повышенной загрузке линии.
• aR – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов от короткого замыкания.

Такие предохранители стоят дорого (сравнимы со стоимостью самого твердотельного реле), поэтому в большинстве случаев можно использовать защитные автоматы класса В. Чем же они хороши и как они спасут наши твердотельные реле от выгорания при КЗ?

Напомню, в 99% везде встречаются автоматы класса С. Класс D ставят в качестве вводных рубильников и при больших пусковых токах (мощные двигатели, трансформаторы). А класс В – самый чувствительный, срабатывает раньше всех.

Рекомендую почитать мою жарко-летнюю статью по выбору и замене защитных автоматов.

Кстати, гуру электрики и электропроводки, cs-cs.net, предлагает дома ставить автоматы только В класса. И некоторые производители – рекомендуют ставить В класс на электроплиты, водонагреватели – туда, где нет двигателей и пусковых токов.

Почему – поясню на графике.

Кривые отключения или токо-временные характеристики

Подробно про выбор защитного автомата рассказано в другой статье.

Но мы вернёмся к нашему трехфазному твердотельному реле Fotek TSR-40AA-H на 40А, про которое я писал выше. Чтобы его гарантированно защитить от КЗ, надо обязательно поставить вот такой автомат:

Автомат с характеристикой В6 (обведено красным)

Он мгновенно сработает при токе 20…30 Ампер и спасет твердотелку. А от перегруза надо будет поставить мотор-автомат на ток 4-6,3 А. И это всё будет питать двигатель на 2,2 кВт, лучше меньше. Либо ТЭН, тогда мотор-автомат не нужен.

Пишите в комментариях, у кого какой опыт по применению!

Полезные файлы, возможно, написано информативнее, чем у меня:

• Твердотельные реле Фотек / Твердотельные реле Фотек. Руководство пользователя. Рассмотрена вся линейка Fotek, даны рекомендации по применению и схемы включения., pdf, 757.78 kB, скачан:2977 раз./ • Твердотельные реле – устройство и принцип работы / Подробно изложено, как устроены и работают твердотельные реле, приведены схемы включения, и т.п. Автор, отзовись!, pdf, 414.19 kB, скачан:3387 раз./

Где купить твердотельные реле

Если вы живете в крупном городе, то лучше конечно поехать в ближайший магазин – и через час реле можно устанавливать. Но, например, у меня в Таганроге такие реле – только под заказ, и купить их можно только через фирмы в Ростове.

Поэтому, на сегодняшний день лучший вариант – покупать твердотельные реле в интернете, через АлиЭкспресс. Цены примерно те же, но минус в том, что доставка может быть около месяца.

Пишите в комментариях, у кого какие вопросы, отзывы и опыт по применению!

Статья понравилась?Добавьте её в свою соц.сеть и дайте оценку!

(14 оценок, среднее: 4,93 из 5) Загрузка…

Схема твердотельного реле на 12В

Схема самодельного электронного реле с мощностью до 10 A 60 В постоянного тока с оптически изолированным входом, предназначенное на замену обычным электромагнитным. Твердотельное реле (SSR — солид стейт реле) — это электронное устройство переключения, что включается или выключается, когда малое внешнее напряжение подается через контакты управления. Чаще всего оно состоит из оптопары, которая реагирует на соответствующий входной сигнал (сигнал управления), и полупроводниковый электронное переключающее устройство, которое переключает нагрузку. Упрощённая схема и подключение показана ниже:Данный проект позволяет заменить обычные 12-вольтовые электромагнитные реле универсального назначения, часто используемые в устройствах автоматики, автомобилях и другой аппаратуре, на более надёжные и скоростные электронные. Схема была разработан на базе IGBT/МОП оптопары TLP250/352, которая работает драйвером полевого транзистора MOSFET IRFP260. Реле состоит из оптически изолированного драйвера затвора и МОП-транзистора с низким сопротивлением канала. Сочетание низкого сопротивления и высокой возможной мощности нагрузки делают это реле подходящим для различных устройств переключения. Устройство обеспечивает изоляцию 3 кВ от входа до выхода.SSR реле, предназначенное для переключения нагрузок постоянного тока до 10 ампер. Оно выполняет ту же функцию, что и любое электромеханические реле, но не имеет движущихся частей. Твердотельные реле имеют намного более быстрое время переключения по сравнению с электромеханическими, и не изнашивается. Входной триггер предназначен под напряжения 3 — 9 В постоянного тока (1,5 — 12 Вольт с транзистором), а выходная нагрузка под питание 12 — 100 В постоянного тока.

• Входной управляющий сигнал 1,5 — 12 В постоянного тока
• Оптимальное напряжение самой схемы VCC 12 — 18 В
• Питание нагрузки 12 — 60 В постоянного тока
• Частота входного сигнала до 50 кГц
• Напряжение изоляции 3 kV

Примечание: нужно увеличить резистор на светодиоде, если питание нагрузки выше чем 24 В.

Здесь в схеме два варианта входа: ввод управления напрямую к диоду оптрона и входной сигнал подающийся через транзистор. Драйвер затвора необходимо питать в пределах 12 — 18 В постоянного тока. Теплоотвод необходим только для предельной нагрузки. До 5-ти ампер можно не ставить.

Другие новости по теме:

Руководство по твердотельным реле

— Phidgets Support

Введение

«Хоккейная шайба» SSR, названная так из-за ее толстой формы и черного цвета. Они специально разработаны для переключения нагрузок переменного или постоянного тока, но никогда того и другого одновременно.

Твердотельные реле (SSR) включают или выключают питание, подаваемое на другие устройства, аналогично физическому переключателю. Однако вместо того, чтобы переключаться при взаимодействии человека, как физический переключатель, SSR переключаются электронным способом. С помощью SSR вы можете управлять сильноточными устройствами, такими как осветительные приборы или приборы с слаботочными сигналами, такими как стандартный сигнал постоянного тока с цифрового выхода.Многие SSR включаются при напряжении 3 В и выше. Это делает их идеальными для использования с выходами на Phidget InterfaceKits или любых других устройствах с цифровым выходом, таких как OUT1100 — Digital Output Phidget. Использование портов VINT Hub в режиме цифрового вывода может не работать, поскольку они могут не обеспечивать достаточной мощности для активации SSR. Если ваш цифровой выход недостаточно мощный, вы можете подключить внешний полевой МОП-транзистор, чтобы переключить более подходящий источник питания для управления SSR. ТТР

выполняют ту же работу, что и механические реле, но имеют следующие преимущества:

• SSR создают меньше электромагнитных помех, чем механические реле во время работы.В основном это связано с отсутствием явления, называемого контактной дугой, которое присутствует только в механических реле, когда физические контакты реле имеют тенденцию к искрению внутри при переключении. Уменьшение помех также можно объяснить тем фактом, что в SSR не используются электромагниты для переключения.
• Переключающие контакты механического реле со временем изнашиваются из-за дуги. SSR будет иметь более длительный срок службы, потому что его внутреннее устройство полностью цифровое. При правильном использовании они прослужат миллионы циклов.
• SSR включаются и выключаются быстрее, чем механические реле (≈1 мс по сравнению с ≈10 мс).
ТТР
• менее восприимчивы к физическим вибрациям, чем механические реле.
• Поскольку переключатель внутри SSR не является механическим переключателем, он не страдает от дребезга контактов и работает бесшумно.

Однако, по сравнению с механическими реле, твердотельные реле:

• Дороже.
• Будет рассеивать больше энергии в виде тепла (1-2% энергии, предназначенной для питания нагрузки).

Как работают SSR

Концептуальная схема внутренней части SSR.

Управляющие входы внутри подключены к светодиоду, который светит через воздушный зазор на световые датчики. Датчик освещенности подключен к транзисторам, которые открываются или закрываются, питая нагрузку реле. Когда транзистор закрыт , ток может свободно течь через реле, вызывая подключение нагрузки и источника питания. Когда транзистор открыт , почти весь ток блокируется, в результате чего нагрузка отключается от источника питания.Соединение светодиода с датчиками света называется оптопарой и является распространенным методом соединения двух частей схемы без прямого электрического соединения.

Базовое использование

Управление SSR не сложнее, чем включение и выключение светодиода. Включите, выключите, это так просто.

Способность SSR переключать нагрузку очень похожа на механическое реле или простой переключатель. Включая и выключая цифровой выход, управляющий реле, вы контролируете, подключена ли нагрузка к источнику питания.

Задача состоит в том, чтобы выбрать подходящий тип SSR для вашего приложения. Не существует единого SSR, идеально подходящего для всех приложений. Чтобы выбрать SSR для вашего конкретного приложения, следуйте инструкциям в разделе «Выбор SSR».

Безопасность

Две принципиальные схемы, показывающие неправильные и правильные способы переключения электросети с помощью реле.

Поскольку реле переключают большие токи и напряжения, применяются стандартные меры предосторожности при работе с электричеством. Никогда не касайтесь клемм, когда реле находится под напряжением.Если ваш SSR поставляется с пластиковой крышкой, используйте ее. Даже когда SSR выключен, будет течь очень небольшой ток.

При включении реле в цепь всегда рекомендуется размещать его между источником питания и нагрузкой, особенно при использовании более высоких напряжений. Если вместо этого реле поместить между нагрузкой и землей, схема будет работать так же, но когда реле разомкнуто, нагрузка все равно будет напрямую подключена к источнику питания. Это может вызвать проблемы с безопасностью, потому что кто-то может прикоснуться к клеммам нагрузки, считая это безопасным, потому что устройство кажется выключенным.Если электричество найдет путь к земле через их тело, они будут поражены электрическим током. Если реле расположить между источником питания и землей, поражение электрическим током может возникнуть только в том случае, если прикоснуться к клемме реле, находящейся под напряжением. Опять же, клеммы реле всегда должны быть закрыты должным образом, чтобы избежать риска поражения электрическим током.

Когда SSR выходит из строя, он чаще всего выходит из строя и закрывается навсегда. Это связано с тем, что, когда внутренний транзистор выходит из строя из-за чрезмерного тока или тепла, он обычно замыкается, позволяя току беспрепятственно проходить через него.Это означает, что пока источник питания остается включенным, нагрузка будет запитана, что может создать угрозу пожара или безопасности.

Выбор SSR

Определите ваше напряжение

Сначала определите, нужно ли переключать напряжение постоянного или переменного тока. Электрическая сеть и, следовательно, ваша настенная розетка работают от переменного тока, тогда как батареи и большинство небольших источников питания работают от постоянного тока.

Затем определите максимальное количество вольт, которое вы будете переключать. Если вы переключаете постоянный ток, особенно с батареями, предположите, что ваше напряжение как минимум на 25% больше, чем рассчитано на вашу батарею.На переменном токе возникают еще большие колебания, но твердотельные реле переменного тока предназначены для того, чтобы справляться с этими скачками. Типичное напряжение переменного тока от настенной розетки в Северной Америке составляет 110 В переменного тока, тогда как в Европе оно обычно составляет 220 В переменного тока. Если вы подключаете переменное напряжение к розетке, проверьте, какой стандарт используется в вашей стране, и используйте это число в качестве напряжения.

Определите ваш текущий

Ток, потребляемый вашей нагрузкой при включении, влияет на размер SSR, который вам нужен, и на то, насколько он будет горячим при использовании.Если вы знаете, сколько тока в среднем потребляет ваша нагрузка, это то, что мы называем Средний ток нагрузки . Если вы не знаете средний ток, но знаете мощность (номинальную мощность) вашей нагрузки, вы можете рассчитать средний ток нагрузки следующим образом:

Средний ток нагрузки = Ватт Рабочее напряжение {\ displaystyle {\ text {Средний ток нагрузки}} = {\ frac {\ text {Ватт}} {\ text {Рабочее напряжение}}}}

Затем вам нужно знать ток, потребляемый вашей нагрузкой при ее первом включении.Многие нагрузки требуют значительного скачка тока при первом включении. Это создает значительную нагрузку на электронику внутри SSR. Если вы когда-нибудь замечали, что свет в доме на секунду приглушается при запуске печи, это вызвано запуском двигателя вентилятора. Точно так же, как требуется большое усилие, чтобы вывести тяжелый объект из состояния покоя, изначально требуется большой ток для включения вентилятора или лампы накаливания. Очень сложно измерить саму Surge Current , поэтому мы используем множитель в зависимости от типа вашего устройства.Импульсный ток также обозначается как пусковой ток .

Приложение	Множитель
Лампы накаливания	6x
Двигатели	6x
Светодиоды	1x
Сложная электроника, например, контроллеры двигателей, фиджи	6x
Люминесцентные светильники (только переменного тока)	10x
Трансформаторы	20x
Обогреватели	1x

Умножьте свой средний ток нагрузки на множитель для вашего типа устройства, чтобы рассчитать импульсный ток.

Мне нужно переключить AC

Большинство приложений переменного тока будут переключать питание от сети с напряжением 110 до 240 вольт. Если это вы, перейдите в раздел «Напряжение сети (110–240 В переменного тока)».

Мы также покрываем низковольтные системы переменного тока — 28 В переменного тока (Вольт переменного тока) или менее. Для получения дополнительной информации посетите раздел SSR переменного / постоянного тока.

Мне нужно переключить DC

Если вам нужно переключить только небольшой ток — 9 А или меньше, рассмотрите наши компактные, экономичные SSR переменного / постоянного тока.

Если вам нужно переключить более 9 ампер, вам понадобится серьезный SSR постоянного тока.

Если вам нужно переключить до 4 небольших нагрузок 8 А или меньше, вы можете использовать цифровые выходы с открытым коллектором (с внешним питанием) на REL1100 — 4x изолированном SSR Phidget, которые могут быть подключены так, чтобы вести себя аналогично реле. Если вам нужно еще больше реле, обратите внимание на REL1101 — 16x Isolated SSR Phidget.

Мне нужно постепенное затемнение

Вместо простого включения / выключения нагрузки, если вы хотите постепенно уменьшить ее, вы можете использовать SSR с пропорциональным управлением.Они способны постепенно снижать среднюю мощность нагрузки пропорционально силе входного сигнала. Для получения дополнительной информации вы можете посетить раздел «Пропорциональный контроль SSR».

Напряжение сети (от 110 до 240 В переменного тока)

Мы продаем ТТР переменного тока на 120 или 240 В переменного тока. Если вы не уверены, какое напряжение вам может понадобиться переключить, реле на 240 В переменного тока можно без проблем использовать для переключения 120 В переменного тока. Обратите внимание, что мы очень консервативны в оценке SSR — наши реле на 120 В переменного тока рассчитаны производителем на 240 В переменного тока, а 240 В переменного тока — на 480 В переменного тока.Мы настоятельно не рекомендуем использовать их при номинальном напряжении производителя. Чтобы понять, почему, прочтите раздел «Защита SSR переменного тока».

Тип нагрузки — индуктивная или резистивная

Этот график показывает разницу между нулевым переходом и случайным включением. Синяя линия представляет собой колебательное напряжение нагрузки переменного тока, а заштрихованные области представляют участки, когда реле включено и пропускает ток. Как вы можете видеть, SSR случайного включения сразу же открывается при активации, в то время как SSR включения с нулевым переходом ожидает, пока напряжение не пересечет ноль, прежде чем размыкаться.
Полноразмерное изображение

Если ваша нагрузка индуктивная, вам нужно выбрать реле Random Turn On . Если ваша нагрузка резистивная, выберите реле Zero Crossing .

Ваша нагрузка, вероятно, будет индуктивной, если она построена на большой катушке с проволокой — типичными примерами являются двигатели и трансформаторы. Нагрузка, считающаяся резистивной, также может иметь петли из проволоки — например, фены, тостеры, лампы накаливания используют элементы из скрученной проволоки для генерации тепла. Индуктивная нагрузка будет состоять из тысяч проводов — это вопрос масштаба.Не существует такой вещи, как полностью резистивная нагрузка, но нагрузка должна быть очень индуктивной, чтобы вызвать сбой в работе SSR при переходе через ноль.

SSR предназначены для немедленного включения ( Random Turn On ) или ожидания следующего «чередования» напряжения ( Zero Crossing ). При включении реле с нулевым переходом создают меньше электромагнитного «шума». Их лучше всего использовать с резистивными нагрузками — ТТР с нулевым переходом не могут отключать некоторые индуктивные нагрузки.Очень сложно определить, какие индуктивные нагрузки создадут проблемы — это выходит далеко за рамки этого документа. Если ваша нагрузка индуктивная, мы рекомендуем покупать SSR Random Turn On .

Приложение	Тип нагрузки
Лампы накаливания	резистивный
Люминесцентные светильники	Индуктивный или резистивный *
Двигатели	Индуктивный
Трансформаторы	Индуктивный
Обогреватели	резистивный
Компьютер / Электроника	резистивный
Источники питания переменного / постоянного тока (кирпичный)	Индуктивный
Источники питания переменного / постоянного тока (облегченные переключатели)	резистивный

* Для люминесцентных светильников старые блоки (магнитный балласт) могут быть индуктивными, а новые блоки часто резистивными (электронный балласт).

Выбор SSR переменного тока

Теперь, когда вы определили рабочее напряжение, средний и импульсный ток, а также тип нагрузки (индуктивную или резистивную), вы можете создать короткий список реле,

• Максимальное напряжение нагрузки больше или равно вашему рабочему напряжению,
• Максимальный импульсный ток больше или равен вашему импульсному току, а
• Тип нагрузки соответствует тому, что вы выбрали для случайного включения / перехода через ноль.

Теперь сравните значение Максимальный ток нагрузки без радиатора для SSR в вашем списке со своим средним током нагрузки. Если ваш средний ток нагрузки больше, вам может понадобиться радиатор. Для выбора радиатора обратитесь к разделу «Выбор радиатора». В качестве альтернативы, посмотрите на другие SSR в вашем списке — там может быть SSR, который может справиться с вашим средним током нагрузки без радиатора.

На этом этапе вы знаете, какой SSR вам нужен.

Вместо простого включения / выключения нагрузки, если вы хотите постепенно уменьшать ее яркость, вы можете использовать SSR с пропорциональным управлением.Они способны постепенно снижать среднюю мощность нагрузки пропорционально силе входного сигнала. Для получения дополнительной информации вы можете посетить раздел «Пропорциональный контроль SSR».

Если вы хотите узнать больше о SSR в целом, ознакомьтесь с нашим разделом «Знаете ли вы?» раздел.

AC SSR Защита

MOV, который поставляется в комплекте с реле AC «Hockey Puck».

Ваш AC SSR от Phidgets поставляется с круглым диском на двух ножках (на фото). Это металлооксидный варистор (MOV), который должен быть установлен на клеммах нагрузки (большего размера) вашего SSR.MOV — это классический сетевой фильтр — недорогой компонент, который поглощает выбросы высокого напряжения. Скачки высокого напряжения вызываются индуктивными нагрузками, когда они выключены, а также очень часто возникают в электрической сети, когда работают близлежащие устройства. Даже если ваша нагрузка резистивная, используйте MOV для защиты SSR.

Сопоставить MOV с SSR непросто — вот почему мы включаем MOV с вашим SSR. Если MOV выбран из-за слишком низкого скачка напряжения, он быстро изнашивается.Если он выбран из-за слишком высокого скачка напряжения, он не защитит ТТР должным образом. Чтобы сбалансировать защиту SSR от срока службы MOV, мы обнаружили, что необходимо использовать SSR, рассчитанные на 240 В переменного тока в приложениях 120 В переменного тока, и SSR, созданные на 480 В переменного тока в приложениях на 240 В переменного тока. Если вам необходимо использовать наши SSR переменного тока при более высоком напряжении, чем мы рекомендуем, не используйте прилагаемый MOV.

По мере того, как MOV изнашиваются от использования, они становятся более чувствительными к обычным скачкам напряжения, что приводит к их более быстрому износу.Когда они полностью выйдут из строя, произойдет короткое замыкание, потенциально создающее опасность пожара. MOV, входящий в комплект вашего SSR, имеет встроенный предохранитель, который отключит MOV, когда он станет опасным. На всякий случай не устанавливайте SSR рядом с легковоспламеняющимися материалами.

Для справки: номер детали MOV, поставляемого с нашими SSR переменного тока, — TMOV20RP200E .

Пропорциональный регулятор SSR

Пропорциональные управляющие реле

(часто называемые просто «управляющими реле») — это твердотельные реле, которые можно использовать для управления мощностью нагрузки.Вместо того, чтобы снижать напряжение или каким-либо образом ограничивать ток, что было бы очень дорогим решением, пропорциональный SSR снижает мощность, быстро включая / выключая нагрузку, подавая полную мощность короткими импульсами.

Пропорциональные SSR управляются переменным напряжением — по мере увеличения управляющего напряжения нагрузка становится доступной для большей мощности. Наш продукт PhidgetAnalog может использоваться для управления пропорциональными SSR, поскольку аналоговый выход может выводить различные величины напряжения, в отличие от цифрового выхода, который имеет только два состояния — высокое и низкое.Мы не продаем пропорциональные SSR, но их можно купить в Digikey, где они называются SSR с линейным управлением переменного тока.

Быстрое и грязное решение для диммирования с помощью Phidgets — это использование сервомотора RC с контроллером PhidgetAdvancedServo для вращения ручки на диммере. Из программного обеспечения серводвигатель RC поворачивается в желаемое положение, поворачивая ручку при ее повороте. Хотя это может показаться окольным путем достижения пропорционального управления, диммеры, как правило, намного дешевле, потому что они менее специализированы и производятся в большем количестве.

Примеры схем с ТТР переменного тока

Схема SSR переменного тока, переключающего общую нагрузку. К нагрузке добавлен металлооксидный варистор для защиты SSR.
Полноразмерное изображение

При подключении цепи переменного тока, особенно для долгосрочной установки, вам может быть полезно купить книгу по электропроводке в жилых помещениях в местном хозяйственном магазине. Существует множество соглашений о подключении (и часто юридических кодексов), которые помогут вам спланировать ваш проект, а юридические кодексы часто являются отличным источником мудрости.

SSR постоянного тока (от 0 до 50 В постоянного тока)

Мы продаем ТТР постоянного тока для этого переключателя с максимальной нагрузкой 50 вольт. Если вы не уверены, какие напряжения вы могли бы переключать в будущем, можно использовать твердотельные реле постоянного тока с более высоким напряжением для переключения более низких напряжений. Обычной инженерной практикой является покупка SSR, рассчитанного на напряжение на 50–100% выше, чем напряжение, которое вы планируете переключать. Например, если вы переключаете 24 В, разумно использовать SSR на 50 В.

Выбор DC SSR

Теперь, когда вы определили рабочее напряжение, среднее значение и импульсный ток, вы можете создать короткий список реле,

• Максимальное напряжение нагрузки больше или равно вашему рабочему напряжению,
• Максимальный импульсный ток больше или равен вашему импульсному току, а
• Максимальный средний ток больше или равен вашему среднему току.

Теперь сравним Max. Ток нагрузки без радиатора Значение для SSR в вашем списке соответствует среднему току нагрузки. Если ваш средний ток нагрузки больше, вам может понадобиться радиатор. Для выбора радиатора обратитесь к разделу «Выбор радиатора». В качестве альтернативы, посмотрите на другие SSR в вашем списке — там может быть SSR, который может справиться с вашим средним током нагрузки без радиатора. SSR, рассчитанные на большую нагрузку, чем нагрузка, которую вы используете, будут более эффективными (что означает меньшие потери энергии в виде тепла), чем SSR, работающий при максимальной нагрузке.

На этом этапе вы знаете, какой SSR вам нужен.

Если вы хотите узнать больше о SSR в целом, ознакомьтесь с нашим разделом «Знаете ли вы?» раздел.

Защита постоянного тока от SSR

Диод, входящий в комплект наших ССР постоянного тока «хоккейная шайба». Катод отмечен линией. Синий символ показывает схему, эквивалентную диоду.
Полноразмерное изображение SSR постоянного тока, переключающий электродвигатель. Набор 1018 Phidget InterfaceKit управляет SSR с помощью своих цифровых выходов. На двигателе показан диод, а между источником питания и остальной частью цепи включен предохранитель.
Полноразмерное изображение

Ваш DC SSR от Phidgets поставляется с диодом. Этот диод должен быть установлен поперек вашей нагрузки, а катод должен быть установлен в сторону положительной клеммы источника питания (как показано на схеме).

Если диод установлен в обратном направлении, при включении SSR произойдет короткое замыкание нагрузки, что, вероятно, приведет к выходу из строя диода, SSR или источника питания. Предохранитель, защищающий источник питания, — это всегда хорошая идея. Вы можете поместить предохранитель между положительной клеммой источника питания и положительной клеммой на стороне нагрузки SSR.

Диод защищает SSR от сильных остаточных токов после выключения SSR. Пока ваша нагрузка приводится в движение, индуктивность создает магнитные поля вокруг проводки. Каждая нагрузка в какой-то степени индуктивна, и когда SSR выключается, магнитные поля будут проталкивать ток против теперь открытого SSR, легко повреждая его. Диод позволяет этим токам рециркулировать в нагрузке до тех пор, пока они не потеряют свою энергию.

Для справки, номер детали диода, который поставляется с нашими SSR постоянного тока, — 10A02-T .

Примеры схем с ТТР постоянного тока

Схема SSR постоянного тока, коммутирующего общую нагрузку, которая защищена диодом, включенным параллельно. Схема защищена плавким предохранителем, включенным последовательно после источника питания.
Полноразмерное изображение

Гальваническая развязка, встроенная в ТТР постоянного тока, позволяет размещать их в цепи, как выключатель. Поскольку он изолирован, вам не нужно беспокоиться о заземлении или смещении напряжения.

При использовании ТТР постоянного тока всегда убедитесь, что положительная клемма нагрузки (помечена +) обращена к положительной клемме источника питания.Если клеммы нагрузки перевернуты, ваша нагрузка немедленно включится. Внутри SSR есть диод, который позволяет току свободно течь через него, когда SSR подключен неправильно. Эта функция включена, потому что в противном случае подобная ошибка при подключении могла бы разрушить транзистор в DC SSR.

DC SSR может быть установлен с любой стороны нагрузки, и он будет работать правильно, но есть преимущество в установке SSR между источником питания и нагрузкой. Если нагрузка подключена к источнику питания, на ней всегда будет потенциально опасное напряжение, даже когда она не работает.

SSR переменного / постоянного тока (от 0 до 40 В постоянного тока / от 0 до 28 В переменного тока)

Небольшой универсальный ТТР переменного / постоянного тока, установленный на плате Phidgets для легкого доступа к контактам.

Наши SSR переменного / постоянного тока построены на небольшой печатной плате, что делает их физически меньше, чем большие SSR с «хоккейной шайбой», и менее дорогими. Они ограничены более низкими токами и не могут быть установлены на радиаторе.

Мы продаем SSR переменного / постоянного тока, которые могут переключать до 40 В постоянного тока или 28 В переменного тока. Это указано на страницах продукта SSR в разделе «Максимальное напряжение нагрузки».Нет нижнего предела для напряжений, которые могут переключать SSR переменного / постоянного тока. Если у вас напряжение близкое — будьте осторожны. Например, 36-вольтовая система, построенная из 3-х свинцово-кислотных аккумуляторов, может достигать 45 вольт при зарядке.

Выбор AC / DC SSR

Теперь, когда вы определили рабочее напряжение, среднее значение и импульсный ток, вы можете создать короткий список реле,

• Максимальное напряжение нагрузки больше или равно вашему рабочему напряжению,
• Максимальный импульсный ток больше или равен вашему импульсному току, а
• Максимальный средний ток больше или равен вашему среднему току.

Если вас интересует минимальная стоимость, вы, скорее всего, выберете самый дешевый вариант, соответствующий этим критериям. Если вы заинтересованы в высокоэффективной работе и меньшем тепловыделении, подумайте о покупке SSR с более высоким номинальным током.

Ваш SSR переменного / постоянного тока от Phidgets имеет встроенную защиту от статического электричества и опасных остаточных токов после выключения SSR. Если переключаемая нагрузка питается от источника постоянного тока, установка диода поперек нагрузки обеспечит еще большую защиту.Обратитесь к разделу Защита SSR постоянного тока для получения дополнительной информации.

Чтобы узнать больше о SSR в целом, посетите «Знаете ли вы?» раздел.

Примеры цепей с SSR переменного / постоянного тока

Универсальный SSR переменного / постоянного тока, переключающий нагрузку постоянного тока. Клеммы нагрузки двунаправленные, поэтому не имеет значения, каким образом вы их подключаете. Дополнительный диод может быть добавлен для защиты SSR при переключении нагрузок постоянного тока.
Полноразмерное изображение

Гальваническая развязка, встроенная в SSR переменного / постоянного тока, позволяет размещать их в цепи, как выключатель.Цепи без гальванической развязки требуют гораздо большей осторожности — правильного заземления, тщательного учета смещений напряжения.

Использование радиаторов с SSR для хоккейных шайб

«Хоккейная шайба» ССР с пластиковой крышкой (слева), термопрокладка (справа). Все SSR для хоккейных шайб, продаваемые на Phidgets, поставляются с обоими этими аксессуарами, а также с диодом или варистором для защиты SSR. «Хоккейная шайба» SSR закреплена на небольшом радиаторе двумя винтами. Термопрокладка зажата между ТТР и радиатором. Твердотельные реле

смогут обеспечить надежность и долгий срок службы только в том случае, если они будут храниться в прохладном месте.Холодность, конечно, относительна, но хорошее практическое правило — держать металлическую основу SSR при температуре ниже 85 ° C (185 ° F). Термопару можно использовать для точного измерения температуры металлического основания.

Избыточное тепло обычно происходит из-за слишком большого тока и слишком малого радиатора. Также можно выделить много тепла при частом включении и выключении реле. Если ваше реле работает в течение коротких периодов времени, вам может не понадобиться такой большой радиатор — при условии, что реле никогда не оставляют случайно включенным на длительное время.Если пространство не вызывает беспокойства, лучше проявить осторожность.

Перед покупкой радиатора подумайте, действительно ли он вам нужен. Если ваше приложение работает при комнатной температуре, а ваш средний ток меньше, чем Max. Ток нагрузки без радиатора Спецификация вашего SSR, то радиатор вам не нужен. В качестве альтернативы, если в вашем проекте есть большое металлическое шасси, к которому может крепиться SSR, его можно использовать в качестве радиатора.

Каждый SSR, подходящий для использования с радиаторами, будет включать спецификацию того, какой ток он может переключать с каждым радиатором, который мы продаем.В этой спецификации предполагается, что над радиатором достаточный воздушный поток, и что он имеет комнатную температуру. У наших SSR есть лист металла внизу, где сосредоточено тепло — здесь также измеряется тепло, чтобы определить, слишком ли горячий SSR. В комплект Phidgets входит термопрокладка с нашими SSR Hockey Puck (см. Изображение). Вы помещаете эту площадку под SSR при установке на радиаторе или на больших металлических поверхностях, которые могут рассеивать тепло. Прокладка выполняет ту же функцию, что и термопаста — помогает проводить тепло между основанием SSR и радиатором.Если вы предпочитаете использовать термопасту, вы можете использовать ее вместо прокладки. В наши радиаторы входят винты для крепления твердотельных реле. При затягивании SSR на радиаторе используйте отвертку хорошего размера, чтобы обеспечить хорошую проводимость.

Вы можете увидеть нашу подборку радиаторов в категории реле нашего магазина.

Подключение проводов к хоккейной шайбе SSR

ТТР переменного тока с нормально подключенными проводами и MOV, установленным на стороне нагрузки. Монтажные наконечники TRM6, подключенные к ТТР постоянного тока.

При подключении нагрузки к SSR провод закручивается по часовой стрелке вокруг клеммы, поэтому, когда винт затягивается, он затягивает провод сильнее.Мы рекомендуем использовать провода сечением до 10 AWG — любой большего размера, и у винтов не останется достаточно резьбы для затяжки, и они будут отсоединяться. Провода большего размера можно прикрепить с помощью кабельного наконечника. Проушина зажимается под винт SSR, а провод присоединяется к проушине.

Ширина клеммной колодки (мм / порт)	Рекомендуемый калибр проводов (AWG)
3,81	от 16 до 26
5,0	с 12 до 24
9.5	от 10 до 26

Ослабленные соединения проводов могут выделять много тепла — используйте достаточно большую отвертку для зажима проводов нагрузки, чтобы убедиться, что винты затянуты достаточно туго.

Знаете ли вы?

• Напряжение сети ТТР переменного тока не может переключать постоянный ток. Они никогда не выключат нагрузку. SSR переменного тока выключаются дважды за цикл переменного тока, когда ток меняет направление и на мгновение становится нулевым. Например, в Северной Америке переменный ток составляет 60 Гц, поэтому у SSR переменного тока есть 120 возможностей в секунду для выключения (SSR будет только оставаться выключенным, если управляющий сигнал низкий).Если SSR работает от постоянного тока, ток будет протекать непрерывно, и нагрузка не отключится, даже если управляющий вход отключен.

• AC SSR отключается автоматически каждый раз, когда ток нагрузки достигает нуля. Он снова включится почти сразу, пока сигнал, управляющий SSR, будет высоким. На самом деле SSR переменного тока будет иметь низкое ненулевое значение тока, которое он считает «нулевым». В технических данных эта спецификация обычно называется «Минимальный ток нагрузки».Если ваша нагрузка требует меньше этого минимального тока, ваш SSR никогда не включится или не будет надежно включаться. Самое простое решение этой проблемы — подключить другую нагрузку параллельно первой, увеличив ток, необходимый для нагрузки.

• SSR Производители начали добавлять простую схему в SSR AC , через клеммы нагрузки, называемую демпфером. Демпфер поглощает очень быстрые электрические изменения, которые обычно могут вызвать случайное включение AC SSR .Когда включен SSR переменного тока, разница напряжений между клеммами небольшая, поэтому демпфер оказывает очень небольшое влияние. Когда AC SSR выключен, демпфер активно защищает SSR, но за свою цену, поскольку пропускает через SSR небольшой ток, который тратится впустую.

• AC SSR использует биполярные транзисторы — старая технология, которая была заменена транзисторами CMOS в современных цифровых схемах. Биполярные транзисторы по-прежнему лучше справляются с высокими напряжениями.Биполярные транзисторы и более сложные транзисторы, построенные на их основе, будут терять постоянное напряжение при протекании через них тока. Набор транзисторов в вашем SSR потеряет около 1,7 вольт, поэтому в системе 120 В переменного тока вы потеряете около 1,5% в SSR. Эта энергия преобразуется в тепло внутри SSR, и нагрев этих транзисторов является причиной того, что SSR часто нуждаются в радиаторах.

• SSR и полупроводники в целом обычно выходят из строя из-за короткого замыкания. Короткое замыкание — это цепь, внутренние детали которой повреждены, и ток может свободно течь по ней.Это означает, что ваша нагрузка, вероятно, будет постоянно включаться (до тех пор, пока вы не отключите источник питания) — убедитесь, что это не создает угрозы безопасности. Например, нагреватели для сауны имеют простое механическое отключение с термическим срабатыванием, которое защищает их в случае выхода из строя управляющей электроники.

• SSR постоянного тока (по крайней мере, те устройства, которые мы продаем) используют полевые транзисторы на основе металлооксидных полупроводников (MOSFET). МОП-транзисторы не теряют постоянное напряжение — вместо этого, когда они включаются, они действуют как очень небольшое ограничение для потока тока — резистор.При малых токах небольшое ограничение расходует очень мало энергии, обеспечивая высокий КПД и часто не требуя радиатора. Этот КПД теряется по мере увеличения тока — удвоение тока увеличивает выработку тепла в четыре раза.

• Обычно полевой МОП-транзистор может блокировать ток только в одном направлении — как только напряжение меняется на противоположное, ток течет через диод, идущий параллельно полевому МОП-транзистору. Если бы для переключения переменного тока использовался полевой МОП-транзистор, нагрузка включалась бы половину времени.Распространенным решением является использование двух полевых МОП-транзисторов вплотную друг к другу — именно это мы и делаем с нашими SSR AC / DC .

Твердотельные реле | Электромеханические реле

Ограничения электромеханических реле

Какими бы универсальными ни были электромеханические реле, они имеют множество ограничений. Они могут быть дорогими в изготовлении, иметь ограниченный срок службы контактов, занимать много места и медленно переключаться по сравнению с современными полупроводниковыми устройствами.

Эти ограничения особенно актуальны для контакторных реле большой мощности.

Твердотельные реле

Чтобы устранить эти ограничения, многие производители реле предлагают «твердотельные» реле, в которых для переключения регулируемой мощности вместо механических контактов используется тиристорный, симметричный или транзисторный выход. Выходное устройство (SCR, TRIAC или транзистор) оптически связано со светодиодным источником света внутри реле.

Реле включается при включении этого светодиода, обычно с помощью низковольтного источника постоянного тока. Эта оптическая изоляция между входом и выходом не уступает лучшему, что могут предложить электромеханические реле.

Преимущества твердотельных устройств

Будучи твердотельными устройствами, в них нет движущихся частей, которые могут изнашиваться, и они могут включаться и выключаться намного быстрее, чем может двигаться любой механический релейный якорь. Между контактами нет искры и проблем с контактной коррозией.

Одним из значительных преимуществ твердотельного реле SCR или TRIAC перед электромеханическим устройством является его естественная тенденция к размыканию цепи переменного тока только в точке нулевого тока нагрузки.Поскольку SCR и TRIAC представляют собой тиристоры , присущий им гистерезис поддерживает непрерывность цепи после отключения питания светодиода до тех пор, пока переменный ток не упадет ниже порогового значения (удерживающий ток ).

На практике это означает, что цепь никогда не будет прервана в середине пика синусоидальной волны. Такие несвоевременные прерывания в цепи, содержащей значительную индуктивность, обычно вызывают большие всплески напряжения из-за внезапного коллапса магнитного поля вокруг индуктивности.

Этого не произойдет в цепи, разорванной SCR или TRIAC. Эта функция называется переключением с переходом через нуль .

Недостатки твердотельных реле

Одним из недостатков твердотельных реле является их тенденция к отказу, «закорачивающему» на своих выходах, в то время как контакты электромеханического реле имеют тенденцию выходить из строя «размыкаться». В любом случае реле может выйти из строя в другом режиме, но это наиболее частые отказы.

Поскольку состояние «размыкание при отказе» обычно считается более безопасным, чем состояние «замыкание при отказе», во многих приложениях электромеханические реле по-прежнему отдают предпочтение перед их твердотельными аналогами.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Твердотельное реле

Как насчет подключения цифровой логики к мерзкому миру от 115 до 230 вольт и более? Всегда есть решение использовать электромеханическое реле. Тем не менее, твердотельное состояние — это современная тенденция. Твердотельное реле может позволить источнику питания с батарейным питанием включать лампочки, электродвигатели, радио или почти все, что вы можете себе представить.

Твердотельные реле могут обеспечивать изоляцию от высокого напряжения и выдерживать десятки ампер.Они продаются в пластиковых корпусах с радиатором на дне и винтами для крепления проводов. Обычно они стоят дорого и в случае повреждения не подлежат ремонту. Большинство SSR (твердотельных реле) производятся в больших количествах и обычно рассчитаны на ток около 10 ампер или более. Обычно не стоит платить за реле на десять ампер, когда все, что вам нужно, — это реле на два ампера. Кроме того, чем больше SSR, тем больше токи утечки.

Однако, используя несколько деталей, вы можете построить твердотельное реле за небольшую часть цены, чем коммерческое реле.И самое лучшее, что это конкретное реле можно отремонтировать, если что-то пойдет не так.

Как это работает

Твердотельное реле очень похоже на переключатель, который управляется входным напряжением или током. Этот переключатель можно использовать только для переменного напряжения. Попытка переключить линию постоянного тока приведет к срабатыванию реле, которое замыкается, но никогда не размыкается. Это потому, что он использует симистор, который можно выключить, только если ток упадет до нуля.

Наша схема SSR показана ниже.Диод D1 используется для защиты от обратного напряжения. R1 ограничивает входной ток. Q1 используется как приемник тока, чтобы поддерживать ток через светодиод (светодиод внутри U1) на почти стабильном значении. Когда напряжение на R2 достигает примерно 0,65 В, Q1 начинает проводить, шунтируя ток от светодиода. В результате, хотя ток R1 увеличивается по мере увеличения входного напряжения, ток через светодиод перестает увеличиваться до определенного значения; Минимальный ток светодиода, при котором будет работать TRIAC. Это значение устанавливается R2.

Схема твердотельного реле

Выбор TRIAC

Убедитесь, что ваш TRIAC сможет выдерживать необходимое напряжение. Для переключения линии переменного тока напряжением 115 В требуется симистор 250 В. Для линии 220 В требуется симистор на 400 В. Далее следует учитывать максимальный ток. Любой TRIAC выдержит свой номинальный ток, если он должным образом отведен под теплоотвод. Помните, что многие нагрузки (например, двигатели) потребляют намного больше тока при запуске, чем при нормальной работе.

Есть еще одно требование; Ток затвора.Использование оптоизолятора, обеспечивающего около 100 мА, должно быть достаточно для любого TRIAC, который вы можете найти в корпусе T-220. Помните также, что из соображений безопасности следует выбирать изолированный TRIAC. Изолированные TRIAC обеспечивают гальваническую развязку электрических соединений с корпусом. Это избавляет от необходимости использовать слюдяные шайбы для изоляции радиатора от корпуса. Однако, если вы не знаете, изолирован ли ваш TRIAC, просто измерьте сопротивление от каждого вывода к корпусу. Изолированный TRIAC будет измерять обрыв на всех трех выводах.

Выбор оптоизолятора

Многие компании производят оптоизоляторы. Убедитесь, что вы используете тот, который имеет выход TRIAC и совместимую распиновку для вашего дизайна. Например, MOC3010 будет достаточно. В таблице 1 показаны некоторые типичные оптоизоляторы с триакомным выходом, совместимые с нашей конструкцией.

Вместо простого оптоизолятора можно также использовать датчик перехода через ноль (например, MOC3031). SSR с переходом через ноль принимает запуск в любое время, но откладывает включение нагрузки переменного тока до следующего раза, когда напряжение переменного тока пройдет через ноль вольт.Это полезно для устранения RFI (радиочастотных помех) и для предотвращения почти мгновенного протекания большого тока в нагрузку.

Таблица 1. Типовые оптоизоляторы TRIAC

Конструкция и безопасность

Хотя SSR, безусловно, можно построить без PCB (печатной платы), использование предоставленного нами шаблона PCB упростит задачу. Некоторые линии на печатной плате будут иметь напряжение 110 или 220 вольт. С точки зрения электричества это совершенно безопасно. Однако, вероятно, будет хорошей идеей покрыть все линии печатных схем силиконовым герметиком.Кроме того, лучше использовать изолирующие TRIACS и всегда заземлять их радиатор на предохранительный провод переменного тока (зеленый или желтый или заземление). ТТР может срабатывать от 4 до 10 В (входное напряжение). Превышение 10 В может повредить светодиод оптоизолятора.

Список деталей

R1 = 100 Ом 1 Вт
R2 = 39 Ом, см. Таблицу 1
R3 = 180 Ом
R4 = 2K2
R5 = 10K
C1 = 10 нФ, 450 В
U1 = см. Таблицу 1
Q1 = 2N3904
D1 = 1N4002
TR1 = Q4006L4 или аналогичный

Все резисторы 1 / 4Вт, 5%, если не указано иное.

Вложения

Проект твердотельного реле — детали печатной платы

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, более длительный срок службы и т. Д., Но они также имеют 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

В основе электронных схем твердотельных реле

может лежать 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 это значение 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:

• Вход SSR: 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 входными напряжениями 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 резистором ограничения тока.Если предполагается работа от переменного тока, то для выпрямления входного сигнала используются выпрямитель и, как правило, мостовой выпрямитель, так что светодиод управляется 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 основного 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 от 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 ноль идеальны 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, нормально использовать 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 необходимо учитывать, 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.

Параметр	Реле электромагнитное	Твердотельное реле
Чувствительность к неправильному использованию	Хорошо	Плохо
Чувствительность к коррозии, окислению и т. Д.	Плохо	Хорошо
Чувствительность к ударам и вибрации	Плохо	Хорошо
Стоимость на полюс	Лучше	Не очень хорошо
Совместимость с логическими / цифровыми схемами	Плохо (требуется интерфейс)	Хорошая (возможна встраивание)
Время пуска и выпуска	5 — 20 мс	0.25 — 10 мс
Простота поиска неисправностей	Хорошо	Плохо
Изоляция входа и выхода	Часто до 5кВ	<5 кВ
Нормальный режим отказа	Обрыв цепи (и большой износ контактов / высокое сопротивление)	Короткое замыкание

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 напряжений: 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 ноль.

  Твердотельные реле

  с переходом через ноль могут использоваться с резистивными нагрузками, такими как нагреватели, лампы накаливания и т. Д. — даже несмотря на то, что они будут иметь небольшой индуктивный элемент, они по-прежнему 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 должен 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 применений переключения — они быстрее и, как правило, более надежны, чем электромеханические реле, хотя они менее устойчивы к переходным всплескам 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 Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Меры предосторожности при использовании твердотельных реле | Средства автоматизации | Промышленные устройства

1. Расчетное отклонение

Снижение номинальных характеристик является важным фактором надежности конструкции и срока службы продукта.
Даже если условия использования (температура, ток, напряжение и т. Д.) Изделия находятся в пределах абсолютных максимальных номинальных значений, надежность может значительно снизиться при продолжительном использовании в условиях высокой нагрузки (высокая температура, высокая влажность, высокий ток, высокое напряжение. , так далее.) Поэтому, пожалуйста, снизьте номинальные характеристики до уровня ниже абсолютного максимума и оцените устройство в фактическом состоянии.
Более того, независимо от области применения, если можно ожидать, что неисправность будет представлять высокий риск для жизни человека или имущества, или если продукты используются в оборудовании, в противном случае требующем высокой эксплуатационной безопасности, в дополнение к проектированию двойных цепей, то есть с включением таких функций, как цепи защиты или резервной цепи, также должны быть проведены испытания на безопасность.

2. приложение напряжения, превышающего абсолютный максимум рейтинга

Если значение напряжения или тока для любой из клемм превышает абсолютный максимальный номинал, внутренние элементы выйдут из строя из-за перенапряжения или перегрузки по току. В крайних случаях может расплавиться проводка или разрушиться кремниевые контакты P / N.
Следовательно, схема должна быть спроектирована таким образом, чтобы нагрузка никогда не превышала абсолютные максимальные значения, даже на мгновение.

3.Фотоэлемент

Соединитель фототриака предназначен исключительно для управления симистором. Предварительно необходимо запитать симистор.

4. неиспользуемые клеммы

1) Фотоприемник

Клемма № 3 используется со схемой внутри устройства.
Поэтому не подключайте его к внешним цепям. (6 контактов)

2) AQ-H

Терминал № 5 подключен к воротам.
Не подключайте напрямую клеммы № 5 и 6.

5. Короткое замыкание между клеммами

Не допускайте короткого замыкания между клеммами, когда устройство находится под напряжением, так как существует возможность поломки внутренней ИС.

6. При использовании для нагрузки ниже номинальной

SSR может выйти из строя, если он используется ниже указанной нагрузки. В таком случае используйте фиктивный резистор параллельно нагрузке.

Характеристики нагрузки

Тип	Ток нагрузки
AQ-G Все модели	20 мА
AQ1 Все модели	50 мА
AQ8 Все модели	50 мА
AQ-J Все модели	50 мА
AQ-A (тип выхода переменного тока)	100 мА

7.Защита от шума и перенапряжения на входе

1) Фотоэлемент и AQ-H

Если на входных клеммах присутствуют обратные перенапряжения, подключите диод в обратной параллели к входным клеммам и поддерживайте обратные напряжения ниже обратного напряжения пробоя.
Ниже показаны типовые схемы.

<Фотоэлемент (6-контактный)>

2) SSR

Сильное шумовое импульсное напряжение, приложенное к входной цепи SSR, может вызвать неисправность или необратимое повреждение устройства.Если ожидается такой сильный выброс, используйте во входной цепи поглотитель шума C или R.
Ниже показаны типовые схемы

8.Рекомендуемый входной ток соединителя Phototriac и AQ-H

Проектируйте в соответствии с рекомендованными условиями эксплуатации для каждого продукта.
Поскольку на эти условия влияет рабочая среда, убедитесь в соответствии со всеми соответствующими спецификациями.

9. Пульсация на входе источника питания

Если во входном источнике питания присутствует пульсация, обратите внимание на следующее:

1) Чувствительный к току тип (Phototriac Coupler, AQ-H)

(1) Для прямого тока светодиода при Emin поддерживайте значение, указанное в «Рекомендуемом входном токе».
(2) Убедитесь, что прямой ток светодиода для Emax. не превышает 50 мА.

2) Чувствительный к напряжению тип (AQ-G, AQ1, AQ8, AQ-J, AQ-A)

(1) Эмин.должно превышать минимальное номинальное управляющее напряжение
(2) Emax. не должно превышать максимальное номинальное управляющее напряжение

10.Когда входные клеммы подключены с обратной полярностью

Название продукта	Если полярность входного управляющего напряжения обратная
AQ1 、 AQ-J 、 AQ-A (AC)	Изменение полярности не приведет к повреждению устройства из-за наличия защитного диода, но устройство не будет работать.
AQ-H, AQ-G, AQ8 AQ-A (DC)	Изменение полярности может привести к необратимому повреждению устройства. Будьте особенно осторожны, чтобы избежать обратной полярности, или используйте защитный диод во входной цепи.

11.Защита от шума и перенапряжения на выходной стороне

1) Фотоэлемент и AQ-H

На рисунке ниже показана обычная схема управления симистором. Пожалуйста, добавьте демпферную цепь или варистор, так как шум / скачок напряжения на стороне нагрузки могут повредить устройство или вызвать сбои в работе.
Типовые схемы показаны ниже.

<Фотоприемник типов SOP4 и DIP4>

<Фотоприемник типа DIP6>

Примечание: подключение внешнего резистора и т. Д., к терминалу № 5 (выход) не нужен.

2) SSR

(1) Тип выхода переменного тока

Сильный импульсный импульс напряжения, приложенный к цепи нагрузки SSR, может вызвать неисправность или необратимое повреждение устройства. Если ожидается такой сильный выброс, используйте варистор на выходе SSR.

(2) Тип выхода постоянного тока

Если индуктивная нагрузка генерирует скачки напряжения, превышающие абсолютный максимум номинального значения, скачки напряжения должны быть ограничены.
Типовые схемы показаны ниже.

3) Ограничивающий диод и демпфирующая цепь могут ограничивать выбросы напряжения на сторона нагрузки. Однако длинные провода могут вызвать скачки напряжения. из-за индуктивности. Рекомендуется использовать провода как можно короче. можно минимизировать индуктивность.

4) Выходные клеммы могут стать токопроводящими, хотя входная мощность не подается, когда на них подается внезапное повышение напряжения, даже когда реле выключено.Это может произойти, даже если повышение напряжения между клеммами меньше повторяющегося пикового напряжения в выключенном состоянии. Поэтому, пожалуйста, проведите достаточные испытания в реальных условиях.

5) При управлении нагрузками, в которых фазы напряжения и тока различаются, при выключении происходит резкое повышение напряжения, и симистор иногда не выключается. Пожалуйста, проведите достаточные испытания на реальном оборудовании.

6) При управлении нагрузками с использованием типов напряжения с переходом через нуль, в которых фазы напряжения и тока различаются, симистор иногда не включается независимо от состояния входа, поэтому, пожалуйста, проведите достаточные испытания с использованием реального оборудования.

12. Очистка (для монтажа на печатной плате)

Для очистки флюса припоя следует использовать погружную промывку с органическим растворителем. Если вам необходимо использовать ультразвуковую очистку, примите следующие условия и убедитесь, что при фактическом использовании нет проблем.

• Частота: от 27 до 29 кГц
• Мощность ультразвука: не более 0,25 Вт / см ² (Примечание)
• Время очистки: 30 с или менее
• Используемое очищающее средство: Асахиклин АК-225
• Прочее: Поместите печатную плату и устройство в очищающий растворитель, чтобы предотвратить контакт с ультразвуковым вибратором.

Примечание: относится к ультразвуковой мощности на единицу площади для ультразвуковых ванн

13. Замечания по монтажу (для типа монтажа на печатной плате)

1) Когда на печатной плате устанавливаются разные типы корпусов, повышение температуры на выводе пайки сильно зависит от размера корпуса. Поэтому, пожалуйста, установите более низкую температуру пайки, чем условия пункта «14. Пайка »и подтвердите фактический температурный режим использования перед пайкой.

2) Если условия монтажа превышают наши рекомендации, это может отрицательно повлиять на характеристики устройства. Это может произойти из-за несоответствия теплового расширения и снижения прочности смолы. Пожалуйста, свяжитесь с нашим офисом продаж, чтобы узнать о правильности условий.

3) Пожалуйста, подтвердите тепловую нагрузку, используя фактическую плату, потому что она может быть изменена в зависимости от состояния платы или условий производственного процесса

4) Ползучесть припоя, смачиваемость или прочность пайки будут зависеть от условий монтажа или используемого типа пайки.

Пожалуйста, внимательно проверьте их в соответствии с фактическим производственным состоянием.

5) Нанесите покрытие, когда устройство вернется к комнатной температуре.

14. Пайка

1) При пайке клемм для поверхностного монтажа рекомендуются следующие условия.

(1) Метод пайки инфракрасным оплавлением
(Рекомендуемые условия оплавления: макс. 2 раза, точка измерения: паяльный провод)

T 1 = от 150 до 180 ° C Т 2 = 230 ° С T 3 = от 240 до 250 ° C t 1 = от 60 до 120 с t 2 = В течение 30 с t 3 = В течение 10 с

(2) Другие способы пайки
Другие методы пайки (VPS, горячий воздух, горячая пластина, лазерный нагрев, импульсный нагреватель и т. Д.) по-разному влияют на характеристики реле, пожалуйста, оцените устройство в соответствии с фактическим использованием.

(3) Метод паяльника
Температура наконечника: от 350 до 400 ° C
Мощность: от 30 до 60 Вт
Время пайки: в пределах 3 с

2) При пайке стандартных клемм печатной платы рекомендуются следующие условия.

(1) DWS метод пайки
(Рекомендуемое количество раз: макс. 1 раз, точка измерения: паяльный провод * 1)

Т 1 = 120 ° С T 2 = Макс.260 ° С t 1 = в течение 60 с t 2 + t 3 = в течение 5 с * 1 Температура пайки: макс. 260 ° С

(2) Другой метод пайки погружением (рекомендуемые условия: 1 раз)
Предварительный нагрев: Макс. 120 ° C, в течение 120 с, точка измерения: паяльный провод
Пайка: Макс. 260 ° C, в течение 5 с *, область измерения: температура пайки
* Фотоэлемент и AQ-H: в течение 10 с

(3) Ручной метод пайки
Температура наконечника: от 350 до 400 ° C
Мощность: от 30 до 60 Вт
Время пайки: в пределах 3 с

• Мы рекомендуем сплав со сплавом Sn3.0Ag0.5Cu.

15. прочие

1) Если SSR используется в непосредственной близости от другого SSR или тепловыделяющего устройства, его температура окружающей среды может превышать допустимый уровень. Тщательно спланируйте расположение SSR и вентиляцию.

2) Клеммные соединения должны выполняться в соответствии с соответствующей электрической схемой.

3) Для большей надежности проверьте качество устройства в реальных условиях эксплуатации.

4) Во избежание опасности поражения электрическим током отключайте источник питания при проведении технического обслуживания.Хотя AQ-A (тип выхода постоянного тока) сконструирован с изоляцией для входных / выходных клемм и задней алюминиевой пластины, изоляция между входом / выходом и задней алюминиевой пластиной не одобрена UL.

16. Транспортировка и хранение

1) Сильная вибрация во время транспортировки может деформировать кабель или повредить характеристики устройства. Пожалуйста, обращайтесь с внешней и внутренней коробкой осторожно.

2) Неправильные условия хранения могут ухудшить пайку, внешний вид и характеристики.Рекомендуются следующие условия хранения:

• Температура: от 0 до 45 ° C
• Влажность: Макс. 70% относительной влажности
• Атмосфера: Без вредных газов, таких как сернисто-кислый газ, минимальное количество пыли.

3) Хранение фотоэлемента (тип SOP)

В случае теплового воздействия пайки на устройство, которое поглощает влагу внутри упаковки, испарение влаги увеличивает давление внутри упаковки и может вызвать вздутие или трещину на упаковке.Устройство чувствительно к влаге и упаковано в герметичную влагонепроницаемую упаковку. После распечатывания убедитесь в соблюдении следующих условий.

• Пожалуйста, используйте устройство сразу после распечатывания. (В течение 30 дней при температуре от 0 до 45 ° C и макс. Относительной влажности 70%)
• Если устройство будет храниться в течение длительного времени после вскрытия упаковки, храните его в другой влагонепроницаемой упаковке, содержащей силикагель. (Используйте в течение 90 дней.)

17. конденсация воды

Конденсация воды происходит, когда температура окружающей среды внезапно меняется с высокой температуры на низкую при высокой влажности, или когда устройство внезапно переключается с низкой температуры окружающей среды на высокую температуру и влажность.
Конденсация вызывает такие отказы, как ухудшение изоляции. Panasonic Corporation не гарантирует отказы, вызванные конденсацией воды.
Теплопроводность оборудования, на котором установлен SSR, может ускорить конденсацию воды. Пожалуйста, подтвердите, что в худших условиях фактического использования конденсата нет.
(Особое внимание следует уделять, когда детали, нагревающиеся при высоких температурах, находятся близко к твердотельному реле.)

18. Ниже показан формат упаковки

※ Если щелкнуть каждую фигуру, откроется увеличение.

1) Лента и катушка (соединитель Phototriac)

2) Лента и катушка (AQ-H)

Тип	Размеры ленты (Единицы: мм)	Размеры рулона бумажной ленты (Единицы: мм)
8-контактный SMD тип	(1) При выборе со стороны 1/2/3/4 контактов: № детали AQH ○○○○ AX (Показано выше) (2) При выборе со стороны 5/6/8 контактов: Номер детали.AQH ○○○○ AZ

3) Трубка

Соединитель

Phototriac и AQ-H SSR упакованы в трубку, так как штифт № 1 находится на стороне стопора B. Соблюдайте правильную ориентацию при установке их на печатные платы.

<Тип СОП фотоэлемента>

<Тип DIP-переходника фототриака и AQ-H SSR>

1.Уменьшить дв / дт

SSR, используемый с индуктивной нагрузкой, может случайно сработать из-за высокой скорости нарастания напряжения нагрузки (dv / dt), даже если напряжение нагрузки ниже допустимого уровня (срабатывание индуктивной нагрузки).
Наши SSR содержат демпферную цепь, предназначенную для уменьшения dv / dt (кроме AQ-H).

2. Выбор постоянных демпфера

1) Выбор C

Коэффициент зарядки тау для C цепи SSR показан в формуле (1)

τ ＝ (R _L ＋ R) × C ———— (1)

Установив формулу (1) так, чтобы она была ниже значения dv / dt, вы получите:

С = 0.632V _A / [(dv / dt) × (R _L + R)] —— (2)

Установив C = от 0,1 до 0,2 мкФ, dv / dt можно регулировать в диапазоне от нВ / мкс до n + В / мкс или ниже. Для конденсатора используйте либо металлизированную полиэфирную пленку конденсатора MP. Для линии 100 В используйте напряжение от 250 до 400 В, а для линии 200 В используйте напряжение от 400 до 600 В.

2) Выбор R

Если сопротивление R отсутствует (сопротивление R управляет разрядным током конденсатора C), при включении SSR произойдет резкое повышение dv / dt и начнет течь ток разряда с высоким пиковым значением.
Это может вызвать повреждение внутренних элементов SSR.
Следовательно, всегда необходимо вставлять сопротивление R. В обычных приложениях для линии 100 В необходимо иметь R = от 10 до 100 Ом, а для линии 200 В — R = от 20 до 100 Ом. (Допустимый ток разряда при включении будет отличаться в зависимости от внутренних элементов SSR.) Потери мощности от R, записанные как P, вызванные током разряда и током заряда от C, показаны в формуле (3) ниже. Для линии 100 В используйте мощность 1/2 Вт, а для линии 200 В используйте мощность выше 2 Вт.

P ＝	C × V A 2 × f		……… (3)
	2

f = Частота источника питания

Кроме того, при выключении SSR формируется цепь вызывного сигнала с конденсатором C и индуктивностью L цепи, и на обоих выводах SSR генерируется всплеск напряжения. Сопротивление R служит контрольным сопротивлением для предотвращения этого звонка.Кроме того, требуется хорошее неиндуктивное сопротивление для R. Часто используются углеродные пленочные резисторы или металлопленочные резисторы.
Для общих приложений рекомендуемые значения: C = 0,1 мкФ и R = от 20 до 100 Ом. В индуктивной нагрузке бывают случаи резонанса, поэтому при выборе необходимо соблюдать соответствующие меры.

Высоконадежные цепи SSR требуют соответствующей схемы защиты, а также тщательного изучения характеристик и максимальных номиналов устройства.

1. Защита от перенапряжения

Источник питания нагрузки SSR требует соответствующей защиты от ошибок перенапряжения по разным причинам. К методам защиты от перенапряжения относятся следующие:

1) Используйте устройства с гарантированным выдерживаемым обратным перенапряжением

(лавинные управляемые устройства и др.)

2) Подавление кратковременных выбросов

Используйте переключающее устройство во вторичной цепи трансформатора или используйте переключатель с медленной скоростью размыкания.

3) Используйте схему поглощения скачков напряжения

Используйте поглотитель перенапряжения CR или варистор на источнике питания нагрузки или SSR.
Следует проявлять особую осторожность, чтобы скачки напряжения при включении / выключении или внешние скачки не превышали номинальное напряжение нагрузки устройства. Если ожидается скачок напряжения, превышающий номинальное напряжение устройства, используйте устройство и схему поглощения скачков напряжения (например, ZNR от Panasonic Corporation.).

Выбор номинального напряжения ЗНР (1) Пиковое напряжение питания (2) Изменение напряжения питания (3) Ухудшение характеристики ZNR (1 мА ± 10%) (4) Допуск номинального напряжения (± 10%) Для подключения к линиям переменного тока 100 В выберите ZNR со следующим номинальным напряжением: (1) × (2) × (3) × (4) = (100 × √2) × 1.1 × 1,1 × 1,1 = 188 (В)

D ： 17,5 диам. Максимум. T 6,5 макс. H ： 20,5 макс. W ： 7,5 ± 1 (Единица: мм)

Пример ЗНР (Panasonic)

Типы	Напряжение варистора	Макс.допустимое напряжение цепи		Макс. управляющее напряжение	Макс. средняя импульс электрическая мощность	Устойчивость к энергии		Выдерживает импульсный ток		Электростатическая емкость (Ссылка)
						(10/1000 мкс)	(2 мс)	1 раз	(8/20 мкс) 2 раза
	В 1 мА (В)	ACrms (В)	постоянный ток (В)	V50A (В)	(Вт)	(Дж)	(Дж)	(А)	(А)	@ 1 кГц (пФ)
ERZV14D201	200 (от 185 до 225)	130	170	340	0.6	70	50	6 000	5 000	770
ERZV14D221	220 (от 198 до 242)	140	180	360	0,6	78	55	6 000	5 000	740
ERZV14D241	240 (от 216 до 264)	150	200	395	0.6	84	60	6 000	5 000	700
ERZV14D271	270 (от 247 до 303)	175	225	455	0,6	99	70	6 000	5 000	640
ERZV14D361	360 (от 324 до 396)	230	300	595	0.6	130	90	6 000	4,500	540
ERZV14D391	390 (от 351 до 429)	250	320	650	0,6	140	100	6 000	4,500	500
ERZV14D431	430 (от 387 до 473)	275	350	710	0.6	155	110	6 000	4,500	450
ERZV14D471	470 (423–517)	300	385	775	0,6	175	125	6 000	4,500	400
ERZV14D621	620 (от 558 до 682)	385	505	1,025	0.6	190	136	5 000	4,500	330
ERZV14D681	680 (от 612 до 748)	420	560	1,120	0,6	190	136	5 000	4,500	320

2. защита от перегрузки по току

Цепь SSR, работающая без защиты от перегрузки по току, может привести к повреждению устройства.Спроектируйте схему таким образом, чтобы номинальная температура перехода устройства не превышалась при продолжительном токе перегрузки.
(например, импульсный ток в двигателе или лампочке)
Номинальный импульсный ток применяется к ошибкам перегрузки по току, которые возникают менее нескольких десятков раз в течение срока службы полупроводникового прибора. Для этого номинала требуется устройство координации защиты.
К методам защиты от перегрузки по току относятся следующие:

1) Защита от сверхтоков

Используйте токоограничивающий реактор последовательно с источником питания нагрузки.

2) Используйте устройство отключения тока

Используйте токоограничивающий предохранитель или автоматический выключатель последовательно с источником питания нагрузки.

Пример выполнения выбора предохранителя для взаимодействия защиты от сверхтоков

1. Обогреватели (резистивная нагрузка)

SSR лучше всего подходит для резистивных нагрузок. Уровень шума можно значительно снизить с помощью переключения через нуль.

2. лампы

Вольфрамовые или галогенные лампы потребляют высокий пусковой ток при включении (примерно в 7-8 раз больше, чем ток в установившемся режиме для ТТР с переходом через ноль; примерно в 9-12 раз, в худшем случае, для ТТР произвольного типа). Выберите SSR так, чтобы пик пускового тока не превышал 50% от тока хирурга SSR.

3. соленоиды

Электромагнитные контакторы или электромагнитные клапаны

с приводом от переменного тока также потребляют пусковой ток, когда они активированы.Выберите SSR таким образом, чтобы пик пускового тока не превышал 50% тока SSR хирурга. Для небольших электромагнитных клапанов и, в частности, реле переменного тока, ток утечки может вызвать сбой в работе нагрузки после выключения SSR. В таком случае используйте фиктивный резистор параллельно нагрузке.

• Использование SSR ниже указанной нагрузки

4.Моторы нагрузка

При запуске электродвигатель потребляет симметричный пусковой ток переменного тока, который в 5-8 раз превышает установившийся ток нагрузки, который накладывается на постоянный ток. Время пуска, в течение которого поддерживается этот высокий пусковой ток, зависит от мощности нагрузки и источника питания нагрузки. Измерьте пусковой ток и время в реальных условиях эксплуатации двигателя и выберите SSR, чтобы пик пускового тока не превышал 50% от пускового тока SSR.
Когда нагрузка двигателя отключена, на SSR подается напряжение, превышающее напряжение питания нагрузки, из-за противо-ЭДС.
Это напряжение примерно в 1,3 раза больше напряжения питания нагрузки для асинхронных двигателей и примерно в 2 раза больше напряжения синхронных двигателей.

• Управление реверсивным двигателем

Когда направление вращения двигателя меняется на противоположное, переходный ток и время, необходимые для реверсирования, намного превышают те, которые требуются для простого запуска. Ток и время реверсирования также следует измерять в реальных условиях эксплуатации.
В однофазном асинхронном двигателе с конденсаторным пуском в процессе реверсирования возникает ток емкостного разряда.Обязательно используйте токоограничивающий резистор или дроссель последовательно с SSR.
Кроме того, SSR должен иметь высокое предельное значение напряжения, поскольку в процессе реверсирования на SSR возникает напряжение, вдвое превышающее напряжение питания нагрузки.
Для управления реверсивным двигателем тщательно спроектируйте схему драйвера, чтобы реле прямого и обратного хода не включались одновременно.

5. емкостная нагрузка

Емкостная нагрузка (импульсный стабилизатор и т. Д.) Потребляет пусковой ток для зарядки конденсатора нагрузки при включении SSR.
Выбирайте SSR так, чтобы пик пускового тока не превышал 50% пускового тока SSR. Ошибка синхронизации до одного цикла может произойти, когда переключатель, используемый последовательно с SSR, размыкается или замыкается. Если это проблема, используйте дроссель (от 200 до 500 мкГн) последовательно к SSR, чтобы подавить ошибку dv / dt.

6. Другое электронное оборудование

Как правило, в электронном оборудовании в первичной цепи питания используются сетевые фильтры.
Конденсаторы, используемые в сетевых фильтрах, могут вызвать неисправность SSR из-за включения dv / dt при включении или выключении оборудования.В таком случае используйте индуктивность (от 200 до 500 мкГн) последовательно с SSR, чтобы подавить включение du / dt.

Волна и время пускового тока нагрузки

(1) Нагрузка лампы накаливания Пусковой ток / номинальный ток: i / io ≒ от 10 до 15 раз

(2) Нагрузка ртутной лампы i / io ≒ 3 раза Газоразрядная трубка, трансформатор, дроссельная катушка, конденсатор и т. Д., объединены в общие цепи газоразрядных ламп. Обратите внимание, что пусковой ток может быть от 20 до 40 раз, особенно если полное сопротивление источника питания низкое в типе с высоким коэффициентом мощности.

(3) Нагрузка люминесцентной лампы i / io ≒ от 5 до 10 раз

(4) Нагрузка двигателя i / io ≒ от 5 до 10 раз Условия становятся более суровыми, если выполняется заглушка или толчкование, поскольку переходы между состояниями повторяются. При использовании реле для управления двигателем постоянного тока и тормозом пусковой ток во включенном состоянии, установившийся ток и ток отключения во время торможения различаются в зависимости от того, свободна или заблокирована нагрузка на двигатель. В частности, с неполяризованными реле, при использовании контакта «от B» или «от контакта» для тормоза двигателя постоянного тока, на механический срок службы может влиять ток тормоза. Поэтому, пожалуйста, проверьте ток при фактической нагрузке.

(5) Нагрузка на соленоид i / io ≒ от 10 до 20 раз Обратите внимание: поскольку индуктивность велика, дуга длится дольше при отключении питания. Контакт может легко изнашиваться.

(6) Нагрузка на электромагнитный контакт i / io ≒ от 3 до 10 раз

(7) Емкостная нагрузка i / io ≒ от 20 до 40 раз

Твердотельное реле (SSR высокой мощности)

Твердотельные реле от TOWARD

Bright TOWARD предлагает широкий выбор полупроводниковых переключателей, от твердотельных реле высокой мощности (SSR) до стандартных компактных SSR в корпусе SIP / DIP.

SSR — это бесконтактное реле, построенное из полупроводников, часто описываемое в разделе «Полупроводниковое реле и электромеханическое реле». Существует два типа SSR: 1) SSR с трансформаторной связью и 2) SSR с фотосвязью.

Трансформаторная связь SSR

Управляющий сигнал подается через преобразователь постоянного тока в переменный к первичному трансформатору, а вторичный используется для запуска TRIAC или MOSFET. В этом типе степень изоляции ввода-вывода зависит от конструкции трансформатора.

Фотосвязь SSR

Управляющий сигнал подается на источник света или инфракрасного излучения, и излучение от этого источника обнаруживается в светочувствительном полупроводнике. Выход светочувствительного устройства запускает TRIAC или MOSFET. В этом типе изоляция ввода-вывода обеспечена оптически, а электрическая изоляция превосходна.

---

Твердотельные реле от 100А до 125А (серии SAZ100-125A, SDZ100-125A)

SAZ100-125A серии

Описание

Твердотельное реле с фотосвязью, вход переменного тока, выход переменного тока, светодиодный индикатор входа, высокое значение dv / dt и высокое напряжение блокировки, включение при нулевом напряжении, отключение при нулевом токе, высокий рейтинг перенапряжения, защита выходной демпфирующей цепи.

• Входное напряжение: от 90 до 280 В переменного тока
• Номинальное напряжение нагрузки: от 24 до 280 В переменного тока
• Номинальный ток нагрузки: 100 А / 125 А
• Изоляция: 2000 В переменного тока

SDZ100-125A Серия

Описание

Твердотельное реле с фотосвязью, вход постоянного тока, выход переменного тока, светодиодный индикатор входа, высокое dv / dt и высокое напряжение блокировки, управление, совместимое с TTL и CMOS, включение при нулевом напряжении, выключение при нулевом токе, высокий рейтинг перенапряжения, выход защита демпферной цепи.

• Входное напряжение: от 3 до 32 В постоянного тока
• Номинальное напряжение нагрузки: от 24 до 280 В переменного тока
• Номинальный ток нагрузки: 100 А / 125 А
• Изоляция: 2000 В переменного тока

---

Твердотельные реле от 10А до 80А (серии SAZ10-80A, SDZ10-80A)

САЗ10-80А серии

Описание

Твердотельное реле с фотосвязью, вход переменного тока, выход переменного тока, светодиодный индикатор входа, высокое значение dv / dt и высокое напряжение блокировки, включение при нулевом напряжении, отключение при нулевом токе, высокий рейтинг перенапряжения, защита выходной демпфирующей цепи.Для переключения лампы, переключения нагрузки двигателя.

• Входное напряжение: от 90 до 280 В переменного тока
• Номинальное напряжение нагрузки: от 24 до 280 В переменного тока (SAZ2), от 48 до 480 В переменного тока (SAZ3), от 48 до 600 В переменного тока (SAZ6)
• Номинальный ток нагрузки: от 10 до 50 А
• Изоляция: 2000 В переменного тока

SDZ10-80A серии

Описание

Твердотельное реле с фотосвязью, вход постоянного тока, выход переменного тока, светодиодный индикатор входа, высокое dv / dt и высокое напряжение блокировки, управление, совместимое с TTL и CMOS, включение при нулевом напряжении, выключение при нулевом токе, высокий рейтинг перенапряжения, выход защита демпферной цепи.Для переключения лампы, переключения нагрузки двигателя.

• Входное напряжение: от 3 до 32 В постоянного тока
• Номинальное напряжение нагрузки: от 24 до 280 В переменного тока (SDZ2), от 48 до 480 В переменного тока (SDZ3), от 48 до 600 В переменного тока (SDZ6)
• Номинальный ток нагрузки: от 10 до 50 А
• Изоляция: 2000 В переменного тока

---

Твердотельные реле от 10А до 40А (TDD / SDD, TAA, TDA, TAD, TDB Series)

TDD / SDD серии

Описание

Твердотельное реле с трансформаторной связью, вход постоянного тока, выход постоянного тока, светодиодный индикатор входа, высокое значение dv / dt и высокое напряжение блокировки, управление, совместимое с TTL и CMOS, высокий рейтинг перенапряжения, выход MOSFET / IGBT.Для переключения лампы, переключения нагрузки двигателя.

TAA серии

Описание

Твердотельное реле с оптической связью, вход переменного тока, выход переменного тока, светодиодный индикатор входа, высокое dv / dt и высокое напряжение блокировки, включение при нулевом напряжении, отключение при нулевом токе, высокий рейтинг перенапряжения, защита выходной демпфирующей цепи, СЕРТИФИЦИРОВАНА VDE.

TDA серии

Описание

Твердотельное реле с фотосвязью, вход постоянного тока, выход переменного тока, светодиодный индикатор входа, высокое dv / dt и высокое напряжение блокировки, управление, совместимое с TTL и CMOS, включение при нулевом напряжении, выключение при нулевом токе, высокий рейтинг перенапряжения, выходной демпфер защита цепи, СЕРТИФИКАЦИЯ VDE.

TAD серии

Описание

Твердотельное реле с фотосвязью, вход переменного тока, выход постоянного тока, светодиодный индикатор входа, высокое dv / dt и высокое напряжение блокировки, выход MOSFET.

TDB серии

Описание

Твердотельное реле с фотосвязью, нормально замкнутый тип (NC), вход постоянного тока, выход переменного тока, светодиодный индикатор входа, высокое dv / dt и высокое напряжение блокировки, управление, совместимое с TTL и CMOS, включение при нулевом напряжении, выключение при нулевом токе , Высокий рейтинг перенапряжения, защита выходной демпфирующей цепи.

---

3 фазы (серии SAT, SDT) твердотельные реле TOWARD

SAT серии

Описание

от 10А до 100А. Вход переменного тока Выход переменного тока, с внутренней RC-цепью всасывания, включение при нулевом напряжении, отключение при нулевом токе, оптически изолированные вход и выход, двусторонний выход SCR, жидкое эпоксидное наполнение, металлическая (Cu) основа. Для управления двигателем.

SDT серии

Описание

от 10А до 100А. Вход постоянного тока Выход переменного тока, с внутренней RC-цепью всасывания, включение при нулевом напряжении, отключение при нулевом токе, оптически изолированные вход и выход, двухсторонний выход SCR, жидкое эпоксидное наполнение, металлическая (Cu) основа.Для управления двигателем.

Твердотельные реле TRIAC IC (серия TC)

TC серии

Описание

Выход 240 В переменного тока. Вход постоянного тока Выход переменного тока, малый 8-контактный корпус DIP, высокое напряжение изоляции входа / выхода 5000 В переменного тока между входом и выходом, пиковое выходное напряжение в закрытом состоянии 600 В постоянного тока, доступны типы случайного включения и нулевого включения, подходит для цепей 110/220 В переменного тока, Драйвер питания TRIAC, Бытовая техника, Программируемый контроллер.

---

Готовы узнать больше?

Вас интересует? Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам в любое время.Или просто нажмите здесь и напишите нам по электронной почте. Мы свяжемся с вами в ближайшее время. Спасибо и скоро с вами свяжемся! Кликните сюда

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. Схема 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.

No related posts.