Твердотельное реле 5П59.10П ТСК – ЗАО «Протон-Импульс»
Твердотельное полупроводниковое реле постоянного тока со встроенными схемами защиты от короткого замыкания, перегрузки по току и температуре. Реле обеспечивает разрыв цепи нагрузки при выходе из строя ключа. При малых габаритных размерах реле не требует дополнительного теплоотвода. Возможно включение реле по схеме верхнего и нижнего ключа.
| Основные электрические параметры Твердотельное реле 5П59.10П ТСК: | |
| Напряжение коммутации, DC | 35 …130В |
| Максимальный постоянный ток нагрузки, I max.н | 10А |
| Входное напряжение, DC | 4,5 — 5,5В |
| Входной ток | 10 – 20мА |
| Защита по току при превышении тока нагрузки, I защ | 10,1 – 12А |
| Защита от КЗ в нагрузке | встроенная |
| Защита по температуре | встроенная |
| Возможность работы на индуктивную нагрузку (без дополнительных обратных диодов) | L=3Гн, Iк=2А |
| Рабочий диапазон температур | — 40 … +55ºС |
| Напряжение изоляции (вход-выход-корпус(радиатор)) | 2000В |
| Задержка включения/выключения не более | 0,1с |
Реле имеет 2 статусных сигнала:
1) неисправность реле;
2) срабатывание защиты по превышению Iзащ, защиты по температуре. Допускает кратковременную 10-ти кратную перегрузку по току в момент включения реле, что позволяет использовать его для розжига ламп накаливания или заряда емкостей. Выдерживает импульсную помеху 600В в цепи питания до 10 мс.
Заказать звонок +
Напишите нам +
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 релеИмеется 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.
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 примененияТвердотельные 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.
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:
Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике. Эти устройства могут иметь разные конструкции и схемы подключения, рассчитанные на применение в определенной группе приборов. В отличие от электромеханических аналогов электронные коммутаторы не имеют трущихся частей, а их основными узлами являются: симисторы, тиристоры, транзисторы. СтруктураТвердотельное реле включает в себя твердотельную электронику с высокомощностной цепью и специальный датчик, реагирующий на управляющий сигнал (вход). Такое оборудование может быть задействовано в сетях переменного и постоянного тока. В схему твердотельного реле входят:
Принцип работы твердотельных релеОсновная задача, решаемая применением твердотельных реле, – руководство автоматикой в сетях с напряжением 12-480 В, коммутация приборов с индуктивной нагрузкой. Рядовое исполнение коммутатора подразумевает наличие двух контактов обслуживаемой сети и двух управляющих проводов. При увеличении количества фаз число контактов и управляющих проводов увеличивается. Замыкание и размыкание контактов, при которых подается или прекращается подача напряжения на нагрузку, осуществляются при участии активатора твердотельного реле. Его функции выполняют:
Если в электромеханическом реле при отключении контакты находятся в полностью разомкнутом состоянии, то в твердотельном коммутаторе отсутствие тока в цепи обеспечивают полупроводниковые приборы. При высоких напряжениях они могут давать токи «утечки», снижающие эффективность работы потребителей. Имея чуть большее сопротивление в замкнутом состоянии, ТТР менее приспособлены к превышению допустимых напряжений и токов (кратковременные перегрузки), в отличие от их электромеханических аналогов. Главное отличие твердотельных реле от электромагнитных устройств заключается в отсутствии подвижной контактной группы и катушки управления, а также повышенное быстродействие. Характеристики твердотельных релеОсновные преимущества ТТР:
Другие преимущества этих полупроводниковых устройств, обеспечивающие популярность их применения в современной электронике и автоматике:
Недостатки ТТР:
Основные области примененияТвердотельные реле эффективны при необходимости коммутации индуктивной нагрузки. Они применяются:
Эти полупроводниковые устройства могут использоваться как в бытовых приборах, так и в промавтоматике, для функционирования которой требуется трехфазное напряжение. Разновидности твердотельных релеЭти полупроводниковые устройства разделяются по типу нагрузки на одно- и трехфазные. Однофазные твердотельные реле работают с токами 10-120 А, 100-500 А, фазовое управление осуществляется аналоговыми сигналами. С помощью трехфазных твердотельных реле управляют током сразу на трех фазах. Рабочий интервал тока – 10-120 А. Разновидностью трехфазных моделей являются коммутаторы реверсивного типа. Их отличия: бесконтактная коммутация и особая маркировка. Эти устройства эффективно соединяют и разъединяют каждую цепь по отдельности. Защитные компоненты предотвращают ложные срабатывания. Трехфазные устройства имеют более длительный эксплуатационный период, по сравнению с однофазными. По характеру контролируемого и коммутируемого напряжения различают твердотельные реле:
Классификация твердотельных реле по способу коммутации:
Разновидности по конструкции:
Какие параметры важны при выборе твердотельных реле?Эти полупроводниковые устройства приобретают в соответствии с запланированной областью применения. При покупке учитывают:
Виды предохранителей для твердотельных релеДля сохранения работоспособности этих устройств их используют в комплексе с различными типами предохранителей, различающихся между собой по эксплуатационным характеристикам. Эти устройства стоят достаточно дорого, их цена сопоставима со стоимостью самого реле. Однако такие затраты оправдываются надежностью работы приборов.
Меньшим защитным диапазоном обладают предохранители классов B, С, D, но и стоят они гораздо дешевле, по сравнению с перечисленными выше аналогами. Особенности подключения твердотельного релеВключить прибор в общую цепь можно самостоятельно. Монтаж облегчает отсутствие пайки. Прибор подсоединяют винтовыми крепежными элементами. При проведении монтажных работ необходимо: Внимание! Во время эксплуатации нельзя прикасаться к корпусу устройства во избежание ожогов. При нагреве модели во время работы до температуры, превышающей +60°C, рекомендуется устанавливать ее на радиатор охлаждения. В основном высокий нагрев происходит при частых включениях электронного коммутатора. Возможные схемы подключения твердотельных релеСуществует множество вариантов подключения твердотельного реле, конкретный способ выбирается, в зависимости от характеристик подключаемой нагрузки. Наиболее простые и распространенные схемы: Примеры обозначения твердотельных реле на схемеВидеообзорБыла ли статья полезна?Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент. |
Блоки питания KIPPRIBOR серии WBP
| Прайс-лист
Блоки питания KIPPRIBOR серии WBP используются в промышленных системах автоматического управления как источники стабилизированного напряжения 24 В постоянного тока. Встроенные защиты в блоках питания KIPPRIBOR серии WBP защищают их в случаях возникновения нештатных ситуаций. Промышленные блоки питания KIPPRIBOR серии WBP изготавливаются со следующими номинальными значениями выходной мощности: 24, 48, 72, 100, 150, 240, 360 Вт.
|
Отличительные особенности промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP:
- Широкий диапазон мощностей;
- Корпус промышленного исполнения;
- Универсальный монтаж;
- Полный комплекс защит;
- Рекомендованы для питания большинства общепромышленных устройств;
- Оптимальная стоимость;
- Возможность подстройки выходного напряжения;
- Удобные клеммы.
Подробнее об особенностях промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP здесь..>>
Технические характеристики промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP:
| Параметр | Модификация блока питания | ||||||
| WBP — 1024.24P | WBP — 1048.24P | WBP — 1072.24M | WBP — 1100.24M | WBP — 1150.24M | WBP — 1240.24M | WBP — 1360.24M | |
| Входное напряжение |
100…240 VAC |
||||||
| Частота входного переменного напряжения | 50…60 Гц | ||||||
| Пусковой ток из холодного состояния |
22 А / 115 VAC 44 А / 230 VAC |
||||||
| Ток потребления | 1 А | 1 А | 1,5 А | 2,5 А | 3 А | 5 А | 6 А |
| Номинальная мощность | 24 Вт | 48 Вт | 72 Вт | 100 Вт | 150 Вт | 240 Вт | 360 Вт |
| Максимальный ток нагрузки | 1 А | 2 А | 3 А | 4 А | 6,3 А | 10 А | 15 А |
| Выходное напряжение | 24 VDC | ||||||
| Подстройка выходного напряжения | ± 2 VDC | ||||||
| Амплитуда пульсации выходного напряжения | 150 мВ | 100 мВ | |||||
| Допустимое отклонение выходного напряжения | ± 1 % | ||||||
| Встроенный вентилятор охлаждения | Нет | Есть | |||||
| Защита от перенапряжения | Есть | ||||||
| Защита от перегрузки | Есть | ||||||
| Защита от короткого замыкания | Есть | ||||||
| КПД | 83 % | 81 % | 82 % | ||||
| Материал корпуса | Пластик | Металл | |||||
| Степень защиты | IP20 | ||||||
| Температура эксплуатации | -20…+50 °C | ||||||
| Габаритные размеры | 45×96×74,5 мм | 56×110×121 мм | 75×110×121 мм | ||||
Схема установки промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP:
|
Монтаж на DIN-рейку |
Монтаж на плоскость* |
*- блоки питания в пластиковом корпусе (модификации WBP-1024, WBP-1048) по умолчанию имеют две пластиковые проушины для крепления на плоскость. для блоков питания в металлическом корпусе (модификации WBP-1072, WBP-1100, WBP-1150, WBP-1240, WBP-1360) необходимо дополнительно установить металлическую проушину, которая входит в комплект поставки. |
Описание клемм, элементов управления и индикации промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP:
|
* — физически блок питания имеет один канал, но для удобства подключения нагрузки он соединен с четырьмя выходными клеммами.
Габаритные размеры промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP:
|
WBP-1024.24P / WBP-1048.24P |
WBP-1072.24M / WBP-1100.24M |
WBP-1150.24M / WBP-1240.24M / WBP-1360.24M |
Структура условного обозначения промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP:
Например: WBP-1100.24M
Вы заказали одноканальный блок питания, мощностью 100 Вт, с выходным напряжением 24 VDC в металлическом корпусе.
Комплект поставки промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP:
- Блок питания – 1 шт.
- Проушина для крепления на плоскость* – 1 шт.
* — Для блоков питания в металлическом корпусе дополнительная металлическая проушина поставляется в комплекте и устанавливается при необходимости. У блоков питания в пластиковом корпусе по умолчанию установлены две пластиковые проушины.
Отличительные особенности промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP-1ххх.24х:
- Широкий диапазон мощностей: Позволит выбрать для Вашей задачи блок питания оптимальной мощности, для нагрузки до 360 Вт (с током потребления до 15 А).
- Корпус промышленного исполнения: Надежно защищает внутреннюю схему блока питания от внешнего механического воздействия, обеспечивая при этом эффективное охлаждение его компонентов.
- Универсальный монтаж: Позволяет устанавливать промышленные блоки питания KIPPRIBOR серии WBP как на плоскость, так и на стандартную DIN-рейку 35 мм. Монтажные элементы поставляются в комплекте.
- Полный комплекс защит: В случаях ошибок при эксплуатации и неправильном подключении сводит к минимуму вероятность выхода из строя промышленного блока питания и подключенной к нему нагрузки.
- Защита от перенапряжения: Обеспечивает автоматическое отключение блока питания при превышении входного напряжения и автоматическое возобновление работы при достижении входным напряжением номинальных значений 100…240 VAC.
- Защита от перегрузки: Обеспечивает автоматическое отключение блока питания при превышении предельно допустимого тока нагрузки и автоматическое возобновление работы при снижении тока нагрузки до значения равного или меньшего номинального.
- Защита от короткого замыкания: Обеспечивает автоматическое отключение блока питания при возникновении КЗ со стороны нагрузки и автоматическое восстановление работы после устранения аварийного режима КЗ.
- Рекомендованы для питания большинства общепромышленных устройств: Допустимое отклонение выходного напряжения блоков питания KIPPRIBOR серии WBP составляет не более ±1 % от номинального значения. Это обеспечивает требуемое качество напряжения питания устройств, наиболее широко применяемых в системах промышленной автоматизации, при этом значительно снижает конечную стоимость самих блоков питания. Блоки питания KIPPRIBOR серии WBP рекомендуется использовать для питания контроллеров, программируемых реле, нормирующих преобразователей, промежуточных и твердотельных реле, датчиков давления, устройств управления, светосигнальных ламп, а также других приборов и компонентов автоматизации.
- Оптимальная стоимость: Конечная стоимость одной единицы Ватта выходной мощности у промышленных блоков питания KIPPRIBOR серии WBP практически в 2 раза ниже, нежели у ближайших конкурентных блоков питания.
- Возможность подстройки выходного напряжения: Блоки питания KIPPRIBOR серии WBP обладают возможностью подстройки выходного напряжения в диапазоне ±2 В. Это позволяет отрегулировать выходное напряжение под конкретные условия эксплуатации, например, скомпенсировать падение напряжения на нагрузке (при большой протяженности линии связи).
- Удобные клеммы: Клеммы блоков питания KIPPRIBOR серии WBP имеют легко читаемую маркировку. А прозрачная съемная защитная крышка обеспечивает при монтаже свободный доступ к цепям выходного напряжения и нагрузки.
Твердотельные реле принцип работы, разновидности, достоинства и недостатки
Обычные промежуточные реле – это электромеханическое устройство. На его катушку подается напряжение, она притягивает к себе подвижную планку с контактами, которые замыкаются или переключаются.
Само наличие движущихся деталей в этом устройстве снижает его надежность. Контакты не только подгорают и окисляются. Со временем они теряют способность прижиматься друг к другу с подпружиниванием, что приводит к появлению переходного сопротивления или полному исчезновению контакта.
Электромеханические реле чувствительны к пыли и влаге. Существуют герметичные модели, но у них нет возможности для ревизии контактов. Это значит, что при их ухудшении реле придется выбросить.
Ресурс любого из современных реле, хоть и исчисляется в десятках тысяч включений, все же ограничен. А если реле должно срабатывать по сотне раз в сутки? Его ресурс быстро выработается, и устройство превратится в расходный материал, требуя постоянной замены. А если сбои в работе недопустимы?
Вот тут на помощь и приходит реле, называемое твердотельным.
Устройство твердотельного реле
Название «твердотельное реле» на русском языке может быть сокращено до аббревиатуры ТТР. По-английски же это звучит Solid State Relay или SSR.
Это – полностью полупроводниковое устройство, из механики имеющее только контактную систему для подключения внешних проводников. Пайку ТТР не переносят, так как при работе нагреваются, поэтому все присоединения проводов выполняются на винтовых клеммах.
Все элементы ТТР расположены внутри герметически закрытого и не разборного корпуса. Поэтому оно и носит такое название, поскольку представляет собой единое «твердое тело», и не предполагает выполнения ремонта или обслуживания.
Функционально само реле можно разделить на несколько подряд расположенных блоков или цепей.
Первая цепь: входная. Она преобразует входное управляющее напряжение к величине, приемлемой для выполнения переключений. Попутно она дополнительно может выполнять функцию защиты от импульсных помех, защиты от изменения полярности (при выпрямленном управляющем сигнале).
Минимально входная цепь содержит резистор для подавления лишнего напряжения постоянного тока, плюс – выпрямительный мост для выпрямления переменного тока.
Вторая цепь: оптическая развязка. У электромеханического реле входная и выходная цепь разделены конструктивно, так как катушка управления никак не связана с контактной системой. Для гальванического развязывания цепей управления с коммутируемыми цепями, которые могут питаться от разных источников, используется электронный прибор – оптрон. В нем этот процесс происходит за счет использования света для передачи команды управления.
Третья цепь, принимая сигнал от оптрона, запоминает его. Она представляет собой электронный ключ – триггер.
И, наконец, последняя – переключающая цепь. Она подает напряжение на выход реле, для чего рассчитывается на номинальное напряжение нагрузки.
Для разного характера нагрузки используются принципиально разные электронные компоненты для передачи напряжения управления. Для цепей постоянного тока достаточно транзисторного ключа. Но на переменном токе он работать не будет, для этих цепей применяют симисторы.
Поскольку выходной элемент переключающей цепи при работе реле пропускает ток нагрузки и от этого греется, он установлен на теплоотводе, являющемся частью корпуса реле.
Разновидности твердотельных реле
В первую очередь, эти реле, как и электромеханические, различаются по величине напряжения управления. А также, переменное (АС) оно или постоянное (DC). Величина напряжения, в отличие от электромеханики, может изменяться в некоторых пределах, а не иметь фиксированное значение.
От этих же реле оно унаследовало и другой параметр: величина выходного тока. Род тока зависит от того, что используется в реле в качестве ключевого элемента: транзистор или симистор. В этом их отличие от электромеханики, контакты которой могут быть всеядными. В качестве рабочего напряжения для выхода, управляющего нагрузкой, также указывается его диапазон.
Твердотельные реле могут управлять как однофазной, так и трехфазной нагрузками. То есть, манипулировать работой электродвигателей. Конечно, до коммутации токов мощных моторов им далеко, но маломощных электродвигатель задвижки вполне по силам. А чтобы иметь возможность эту задвижку как открывать, так и закрывать, используется твердотельное реле с реверсом. При этом одна фаза проходит всегда напрямую, а две другие меняются местами в зависимости от того, на каком из двух входов появился сигнал управления.
Достоинства и недостатки твердотельных реле
Основным недостатком ТТР можно назвать их стоимость, превышающую цену электромеханических аналогов. А также – обеспечение соответствующего теплового режима. Перегрев приводит к выходу из строя.
Достоинств больше:
— Повышение надежности работы (поставил и забыл).
— В десятки раз больший срок службы.
— Способность без вреда для себя переносить перегрузки до 200% по номинальному току. То, что у электромеханического реле приводит к подгоранию или выходу из строя контактов, у твердотельного вызывает срабатывание защиты от перегрузки.
— Возможность массового применения в бытовой аппаратуре.
— Способность работать в любом положении в пространстве, что для некоторых реле нежелательно или даже недопустимо.
— Встроенная защита от импульсных помех, которых с каждым днем становится все больше. Само же реле создает меньше помех при коммутации, так как искрение между контактами отсутствует по принципу работы.
— Высокое быстродействие, что позволят выполнять цикл включение/отключение на очень короткий период.
И, самое главное, учитывая темпы развития промышленной электроники: за этими реле – будущее. Поэтому не за горами тот день, когда все электромеханические реле станут твердотельными.
схема подключения, устройство, характеристики и управление
На чтение 9 мин. Просмотров 155 Опубликовано Обновлено
Для контроля различного электронного оборудования требуется прибор, отличающийся миниатюрными размерами и высокой степенью надежности. К таким устройствам относятся твердотельные реле постоянного и переменного тока. Они нашли свое применение в бытовых и промышленных условиях. Реле можно самостоятельно собрать и установить своими руками без особых трудностей. Единственный критерий, препятствующий широкому распространению устройства – его стоимость. Прежде чем использовать твердотельное реле, нужно разобраться с его параметрами, принципом работы, конструкцией.
Принцип работы
Устройство твердотельного релеТвердотельное реле – это модульный полупроводниковый прибор, используемый для замыкания и размыкания электрических сетей. Он представлен в виде транзисторов, симисторов, тиристоров. Твердотельные реле также называются SSR (solid state relay).
Основные компоненты, из которых состоит реле:
- входной узел;
- предохранители;
- триггерная цепь;
- развязка;
- узел переключения;
- защитная цепь;
- выходной узел.
Большая часть твердотельных реле применяется для автоматики, подключенной к электросети 20-480 Вольт.
Принцип действия устройства прост. В корпус реле входят два контакта и два управляющих провода. Их число может изменяться в зависимости от фаз, которые были подключены. Под действием напряжения происходит переключение основной нагрузки.
Работая с реле, нужно учитывать, что под высокими напряжениями есть риск появления небольших токов утечки, которые могут навредить технике. Это связано с тем, что в реле остается небольшое сопротивление.
Известные модели
Расшифровка маркировкиОсновные характеристики зависят от многих факторов. К популярным отечественным моделям, произведенным фирмами КИПпрбор, Протон, Cosmo, относятся:
- ТМ-О. Устройства со встраиваемой схемой «ноль», через которую проходит переход фазы.
- ТС. Модели, которые выключаются в любой момент времени.
- Наиболее популярные и используемые – ТМВ, ТСБ, ТСМ, ТМБ, ТСА. Они обладают выходной RC цепью.
- Тс/ТМ – силовые. Токи достигают значений 25 мА.
- ТСА, ТМА – применяются в чувствительных приборах.
- ТСБ, ТМБ – низковольтные модели. Напряжение не превышает 30 В.
- ТСВ, ТМВ – высоковольтные. Напряжение достигает 280 В.
К иностранным аналогам относятся изделия, произведенные фирмами Carlo Gavazzi, Gefran, CPC.
Расшифровка
Модели SSR, TSR (однофазные и трехфазные соответственно) являются самыми популярными. Их сопротивление равно 50 Мом и более при напряжении 500 В.
Записывается обозначение как SSR -40 D A H. SSR или TSR обозначает число фаз. 40 – нагрузка в Амперах. Буквой обозначается сигнал на входе (L 4-20 мА, D – 3-32 В при постоянном токе, V – переменное сопротивление, A – 80-250 В при переменном токе). Следующая буква – входное напряжение (А – переменное, D – постоянное). Последняя буква – диапазон выходных напряжений (Н – 90-480 В, нет буквы – 24-380 В).
Особенности работы с устройством
Реле однофазное 220ВПри работе с твердотельным реле 220в (управление 220), нужно придерживаться следующих правил:
- Соединение должно осуществляться винтовым способом. Оно является достаточно надежным. Спайка частей не нужна, скрутка запрещена.
- Нельзя допускать попадания пыли, воды и металлических предметов на реле. Они приводят к выходу из строя компонента.
- Нельзя прикладывать недопустимые внешние воздействия на корпус. К ним относятся заливание жидкостью, удары, вибрации, падения.
- Не трогать прибор во время работы. Корпус нагревается, из-за чего человек может получить ожог.
- Не устанавливать реле рядом с легковоспламеняемыми предметами.
- Перед подключением цепи следует убедиться в корректности собранных соединений.
- При нагреве корпуса выше 60 градусов требуется установка дополнительного охлаждения с помощью радиаторов.
- Нельзя допускать появления короткого замыкания на выходе.
При соблюдении требований к эксплуатации реле будет выполнять свою работу надежно и качественно весь заявленный срок.
Преимущества и недостатки
Твердотельные реле имеют ряд положительных качеств перед электромеханическими аналогами. К ним относятся:
- Долговечность. Полупроводниковый прибор способен выдержать до десятков тысяч циклов включения и выключения.
- Создается качественное подключение.
- Грамотный контроль нагрузки.
- Высокое быстродействие.
- Отсутствие электромагнитных помех в замкнутой сети.
- Быстрое срабатывание.
- Бесшумность работы.
- Миниатюрные размеры.
- Отсутствие дребезгов контактов.
- Высокая производительность.
- Возможность плавного перехода между сетями постоянного и переменного тока. Зависит от мощности и типа прибора.
- Широкая область применения.
- Выдерживает перегрузки в 2000.
- Защита от резких и больших скачков напряжения и тока.
Есть и ряд минусов, из-за которых электромеханическое реле может быть выгоднее в применении. В первую очередь это высокая стоимость изделия и сложность его покупки. Приобрести твердотельные реле можно только в профессиональном специализированном магазине электронных компонентов. Сложности возникают и при первичной коммутации – могут появиться высокие скачки тока. Возникающие в процессе работы микротоки также негативно сказываются на реле.
На работу устройства накладываются и эксплуатационные требования – в помещении должен быть нормальный уровень пыли и влажности. Оптимальные значения можно найти в документации к реле.
Твердотельные реле не могут работать с приборами, напряжение которых превышает 0,5 кВ. Повышение рекомендуемых значений может привести к расплавлению контактов.
Области применения
Область примененияНесмотря на высокую цену, твердотельные реле активно применяются в различных сферах. Они успешно справляются со следующими задачами:
- Регулирование температуры с помощью тэна.
- Поддержка нужной температуры в технологических процессах.
- Коммутация управляющих цепей.
- Замена пускателей бесконтактного типа.
- Управление электрическими двигателями.
- Контроль нагрева трансформаторов.
- Регулирование уровня подсветки.
В каждом случае используется определенный тип реле.
Классификация твердотельных реле
Трехфазное релеПолупроводниковые твердотельные реле можно классифицировать по разным показателям. По особенностям контролирующего и коммутируемого напряжения выделяют:
- Твердотельные реле постоянного тока. Их используют в цепях постоянного электричества с мощностью от 3 до 32 Ватт. Отличаются высокими удельными характеристиками, наличием светодиодной индикации, надежностью. Рабочий температурный диапазон достаточно широк и составляет от -30 до +70 градусов.
- Реле переменного тока. Они отличаются низким уровнем электромагнитных помех, отсутствием шумов, малым потреблением электроэнергии. Диапазон рабочих мощностей составляет от 90 до 250 Вт.
- Реле с ручным управлением. С помощью таких устройств можно самостоятельно регулировать режим работы.
По типу напряжения выделяются однофазные и трехфазные реле. Однофазные приборы используются в сетях с силой тока от 100 до 120 А или от 100 до 500 А. В них управление осуществляется за счет получения аналогового сигнала и переменного резистора. Трехфазные реле используются для коммутации на трех фазах одновременно. Сила тока 10-120 А. Трехфазные модели служат дольше однофазных.
В отдельную группу из трехфазных твердотельных реле выделяют устройства реверсивного типа. Они отличаются маркировкой и бесконтактным соединением. Основной функцией является надежная коммутация каждой цепи по отдельности. Они защищают цепь от ложных срабатываний. Основное применение нашли в асинхронных двигателях. Для работы с реле необходима установка предохранителя или варистора.
По методу коммутации реле классифицируются так:
- устройства емкостного или редуктивного типа, а также приборы слабой индукции;
- со случайным или мгновенным срабатыванием;
- с фазным управлением.
По конструкции можно выделить модели, устанавливающиеся на дин рейку и на специальную планку переходного типа.
Советы по выбору
Предохранитель от повышения нагрузокКупить твердотельные реле можно только в специализированном магазине электронной техники. Опытные специалисты помогут подобрать лучшее устройство для определенных целей. На стоимость изделия влияют следующие факторы:
- тип реле;
- наличие фиксирующих механизмов;
- материал корпуса;
- время включения;
- фирма-изготовитель и страна производства;
- мощность;
- необходимая энергия;
- габариты.
При покупке важно учесть, что должен быть запас по мощности, превышающий рабочую в несколько раз. Это убережет реле от поломок. Также дополнительно используются специальные предохранители. К самым надежным относятся:
- G R – используются в широком диапазоне нагрузок, отличаются высоким быстродействием.
- G S – работают во всем диапазоне токов. Надежно защищают устройство от превышения нагрузки электросети.
- A R – защищают компоненты полупроводникового устройства от короткого замыкания.
Такие приборы обеспечивают высокую защиту от поломок. Их стоимость сопоставима с ценой самого реле. Меньшими защитными свойствами и, соответственно, меньшей стоимостью обладают предохранители классов B, C, D.
Для надежной и стабильной работы реле нужно подобрать охлаждающий радиатор. Особенно это актуально при превышении температуры выше 60 градусов. Запас тока для обычного реле должен превышать рабочие токи в 3-4 раза. При работе с асинхронными двигателями этот показатель должен увеличиться до 8-9 раз.
Схемы подключения
Существуют различные способы подключения твердотельных полупроводников. Они зависят от особенностей подключаемой нагрузки. Дополнительно в схему могут включаться различные элементы управления.
К наиболее используемым схемам относятся:
- Нормально-открытая. Нагрузка находится под напряжением при наличии управляющего сигнала.
- Нормально-закрытая. Нагрузка находится под напряжением при отсутствии управляющего сигнала.
- Управляющее и нагрузочное напряжение равны. Используется для работы в сетях постоянного и переменного тока.
- Трехфазное. Может подсоединяться по-разному – «звезда», «треугольник», звезда с нейтралью».
- Реверсивное. Разновидность трехфазного реле. Включает в себя 2 контура управления.
Прежде чем собирать схему, ее нужно нарисовать на бумаге.
Подключение к сети производится через пускатели или контакты. При использовании трехфазного реле все 3 фазы должны быть подключены к соответствующим клеммам, расположенным сверху прибора. Маркируются верхние фазные контакты буквами A, B C, ноль – N.
На устройстве есть и нижние клеммы, маркирующиеся цифрами 1, 2, 3. Подключаются они по следующему алгоритму:
- 1 – к выходу катушки в контакторе.
- 3 – на любую фазу, которая проходит в обход реле.
- 2 – к нулю сети.
Силовые элементы подключаются следующим образом: фазы под напряжением нужно подсоединить к соответствующим клеммам на контакторе; нагрузочные проводники – на выход контактора; нули объединяются на общей шине в распределительной коробке.
Настройка реле будет рассмотрена на примере VP 380 А:
- Устройство включить в сеть.
- Посмотреть на дисплей. При отсутствии напряжения будут мигать цифры. Появление черточек сигнализирует об изменении чередования фаз или отсутствии одной из них.
В нормальном состоянии электросети примерно через 15 секунд должны замкнуться контакты 1 и 3, подающие питание на катушку и в сеть.
Если подключение выполнено неверно, экран будет мигать. Тогда нужно проверить его правильность. Выставить необходимые настройки можно с помощью кнопок на корпусе. Кнопки с треугольниками отвечают за выставление нужных пределов.
Особенности регуляторов мощности SCR — как избежать поломки и советы при выборе
Сегодня, более чем когда-либо, инженеры проектируют системы электрического технологического нагрева с использованием регуляторов мощности SCR. Использование регулятора мощности SCR имеет множество преимуществ: более точное управление процессом нагрева, увеличенный срок службы нагревателя, улучшенное качество продукции при более высоких скоростях производства и снижение затрат на обслуживание.
Регулятор мощности SCR — это устройство, являющееся примером правильно спроектированного управления мощностью, имеет в конструкции радиатор охлаждения, защиту от скачков напряжения варистора и предохранитель.
Если вы принимаете решения в своей компании, вы должны выбирать из множества типов компонентов, используемых во всем технологическом процессе. Возьмем, к примеру, контроль мощности. Вы можете спросить: «Зачем использовать кремниевый выпрямитель (SCR), регулирующий мощность?» Давайте ответим на данный вопрос.
SCR — это твердотельное переключающее устройство, которое может обеспечивать быстрое пропорциональное регулирование электрической мощности с бесступенчатой регулировкой. Он может работать с частотой до 0,083 секунды при питании от сети 60 Гц. При правильном выборе и использовании регулятор мощности SCR может без проблем включаться и выключаться 1 миллиард раз.
В отличие от механического реле или контактора, регулятор мощности SCR не имеет механических частей, которые могут изнашиваться. Регулятор мощности SCR не будет подвергаться дуге или загрязнению контактов. А механическое реле необходимо будет заменить через определенное количество циклов. Из-за медленного (минимум 30 секунд) времени цикла, присущего механическим реле, управление напряжением с их помощью будет некачественным, в сравнении с SCR.
Ртутные реле смещения могут работать быстрее, чем механические реле. Однако при перегреве из-за слишком быстрой смены циклов или перегрузки ртутное реле взорвется. Это приводит к проблеме с опасными материалами. Из-за более строгих правительственных нормативов транспортировка и утилизация ртутных реле также становятся все труднее.
Твердотельные реле — популярная альтернатива механическому управлению мощностью. Общие для всех твердотельных устройств твердотельные реле рассеивают тепло, которое необходимо отвести, и они способны рассеивать больше тепла, чем тиристоры. Но твердотельные реле обычно не поставляются с наконечниками, которые обеспечивают надежное электрическое соединение для более высоких уровней мощности. Кроме того, они не всегда продаются с радиаторами, защитой по напряжению или предохранителями, необходимыми для защиты и безопасной работы реле.
Дальнейшие проблемы могут возникнуть из-за характеристик твердотельного реле. Почти все твердотельные реле рассчитаны на максимальную мощность при 25 о С. В реальных условиях эксплуатации, где внутренние температуры электротехнических шкафов достигают более чем 40 ò С, твердотельное реле может потерпеть неудачу , если используется на полную мощность. У большинства производителей есть таблица снижения номинальных характеристик своей продукции, чтобы компенсировать это несоответствие. К сожалению, при выборе твердотельного реле многие пользователи полагаются только на максимальный рейтинг. Обязательно ознакомьтесь с данными производителя, прежде чем выбирать, какое твердотельное реле лучше всего подойдет для вашего процесса.
Большинство регуляторов мощности SCR рассчитаны на рабочую температуру окружающей среды 50 o C при полной номинальной мощности. Предохранители, радиаторы, защита по напряжению и наконечники питания обычно входят в комплект регуляторов мощности SCR.
|
Линейное напряжение |
Минимальное номинальное напряжение SCR |
|
120 |
200 |
|
240 |
400 |
|
380 |
600 |
|
480 |
800 |
|
600 |
1000 |
Таблица 1: Минимальное номинальное напряжение SCR. Минимальное номинальное напряжение для SCR определяется уровнем напряжения питания, на котором он будет использоваться.
Продление срока службы вашего регулятора мощности
Три вещи разрушат все твердотельные регуляторы мощности:
- Перегрев.
- Короткие замыкания.
- Скачки напряжения.
Вот как уберечь их от выхода из строя на вашей производственной линии.
ПерегревПочти все полупроводники будут разрушены при температуре внутреннего перехода 125 o C. Все твердотельные силовые устройства, такие как тиристоры, симисторы и твердотельные реле, рассеивают тепло. Падение напряжения на силовом устройстве приводит к выделению тепла. Это падение может составлять от 1 до 2 В в зависимости от устройства. Чем больше ток (в амперах) проходит через устройство, тем большую мощность устройство будет рассеивать в виде тепла. Это тепло необходимо убрать, иначе устройство выйдет из строя.
Самый простой и распространенный способ отвода тепла — использование радиатора. Если используется радиатор подходящего размера, SCR может работать на полную мощность при температуре окружающей среды 50 o C. Чем выше выходная сила тока, тем больше тепла рассеивается. Многие производители используют вентиляторы для отвода избыточного тепла от высокопроизводительных регуляторов мощности SCR. В некоторых регуляторах мощности SCR со сверхвысокой выходной мощностью (более 1000 А) используются радиаторы с водяным охлаждением.
Одна из проблем с некоторыми SCR или твердотельными реле — это упаковка. Чтобы уменьшить размер радиатора, производители делают его с площадью ребер недостаточной для отвода избыточного тепла. Радиаторы, устанавливаемые на DIN-рейку, позволяют сэкономить место на панели и время установки. Однако, когда многие элементы управления установлены рядом друг с другом на DIN-рейке, удельная мощность внутри корпуса увеличивается. В то же время поток воздуха к радиаторам уменьшается или полностью блокируется. Если вы используете такое расположение, убедитесь, что производитель не потребовал, чтобы радиатор на DIN-рейке охлаждался вентилятором или устанавливался с ребрами радиатора снаружи шкафа. Кроме того, проверьте кривую снижения характеристик устройства на том уровне мощности, который он будет использовать.
Даже при низкой мощности, такой как 25 А, каждая управляемая ножка твердотельного реле будет рассеивать около 50 Вт рассеиваемого тепла. Если у вас есть 20 регуляторов мощности твердотельных реле на DIN-рейке в небольшом корпусе, вам придется избавиться от 1000 Вт тепла! При установке элементов управления питанием следует использовать в два раза большую площадь, занимаемую устройством. Например, если регулятор мощности SCR имеет площадь основания 12 x 12 дюймов, используйте для установки область 24 x 24 дюйма.
Правильная вентиляция электрического шкафа имеет решающее значение для поддержания работы регулятора мощности SCR. Даже регулятор мощности с адекватным теплоотводом выйдет из строя, если тепло не сможет покинуть корпус. При вентиляции корпуса основная формула составляет 10 к 2 площади входа и выхода на каждые 50 А на каждую контролируемую ногу. Из-за повышения температуры вентиляционные отверстия должны быть вверху и внизу корпуса.
Чтобы определить тепло, выделяемое контроллером SCR, используйте следующую формулу: для каждой контролируемой ветви (C) умножьте силу тока нагрузки (I) на 1,5.
C x I x 1,5 = рассеиваемая мощность (Вт)
Вентиляторное охлаждение — это эффективный способ поддерживать безопасную рабочую температуру шкафа управления. Чтобы определить размер необходимых вентиляторов, обращайтесь к нашим специалистам по телефону или по электронной почте. Мы занимаемся решениями для охлаждения или нагрева воздуха в шкафу автоматики уже много лет, поэтому являемся экспертами в этой области. У нас вы можете выбрать вентиляторы для охлаждения с различными характеристиками в разделе с обогревателями ОША.
Пластиковые корпуса действуют как теплоизоляторы. Скорее всего, вы повредите регулятор мощности SCR, если установите его внутри пластикового корпуса. Установка радиатора в сквозное отверстие с ребрами радиатора на внешней стороне корпуса — единственный надежный способ использования пластикового корпуса.
Для создания безопасного расположения элементов, позволяющего поддерживать работу регуляторов мощности SCR в течение многих лет, нужно придерживаться следующих рекомендаций. Все тиристоры должны иметь предохранители и металлооксидную варисторную защиту по напряжению. Радиаторы должны быть расположены на безопасном расстоянии друг от друга для эффективного охлаждения. На дверце шкафа автоматики должен быть установлен вентилятор и вентиляционные отверстия в верхней части корпуса для обеспечения достаточного охлаждения для всех компонентов.
Защита от короткого замыкания и предохранители
Все полупроводники могут быть повреждены коротким замыканием. Один из простейших способов защитить регулятор мощности SCR — это предохранитель. SCR — это прочные и надежные устройства. Однако для обеспечения максимальной производительности и срока службы необходимо использовать полупроводниковые, субцикловые и токоограничивающие предохранители. Почти все производители регуляторов мощности SCR имеют эти предохранители на своих регуляторах. Токоограничивающие предохранители надежны и легко заменяются. Предохранитель этого типа сработает в течение 2 мс. Эти предохранители также ограничивают ток при отключении.
В случае короткого замыкания нагревателя проще всего заменить предохранитель. Перед установкой нового предохранителя обязательно удалите закороченный нагреватель или проводку. Не использовать полупроводниковый предохранитель — это глупо и безответственно. Без защиты плавким предохранителем SCR может быть поврежден, когда в этом нет необходимости.
Регуляторы напряжения, представленные в нашем интернет-магазине, имеют встроенные предохранители, которые позволят безопасно использовать их в нагревательных системах. Только будьте внимательны при выборе требуемой мощности, а лучше обратитесь к специалистам Элемаг за консультацией.
Помните, что 99,9% отказов предохранителей происходят из-за короткого замыкания нагревателей, слабых соединений, неправильного (слишком большого) согласования нагрузки или неправильного подключения регулятора мощности SCR. При высоких скачках нагрузки (вольфрамовые лампы, коротковолновые галогенные нагреватели) использование чего-либо, кроме плавного пуска, управления тиристором по углу сдвига по фазе, приведет к перегоранию предохранителей. Никогда не включайте холодный пусковой блок нагревателя после того, как был активирован плавный пуск.
Убедитесь, что размер регулятора мощности SCR соответствует нагрузке вашего нагревателя. Помните, что у нагревателей и линий электропередач есть допуски. В целях безопасности используйте регулятор мощности SCR с номиналом от 1 до 10 процентов от максимального потенциала нагрузки нагревателя.
Скачки напряжения
Скачки перенапряжения затронут почти все электронные устройства. Переходные скачки напряжения могут привести к пропуску зажигания в SCR или даже к необратимому повреждению SCR.
Самым простым в использовании защитным устройством является металлооксидный варистор (MOV). Варистор подключен к тиристору. При использовании варистора с номинальным напряжением выше, чем линейное напряжение, но ниже, чем пиковое напряжение SCR, металлооксидный варистор становится эффективной защитой от скачков напряжения. Если скачок переходного напряжения превышает номинальное напряжение варистора, варистор блокирует этот скачок. Если импульс достаточно мощный, металлооксидный варистор взорвется, защищая тиристор.
Использование платы подавления DV / DT — это следующий шаг в защите от шума линии электропередач и скачков напряжения. Благодаря сети силовых резисторов, высоковольтных конденсаторов и металлооксидных варисторов, SCR имеет лучшую защиту от линейных помех и скачков напряжения. Эта сеть помогает устранить повреждение SCR, а также пропуски зажигания SCR.
Постоянное перенапряжение разрушит SCR. Убедитесь, что тиристоры, используемые в регуляторе мощности, рассчитаны на достаточно высокое напряжение, чтобы выдерживать пики промышленного напряжения. Чем выше пиковое напряжение SCR, тем безопаснее он.
Регулятор мощности SCR может подавать электроэнергию на нагреватели несколькими способами: срабатывание по фазе, переключение при нулевом напряжении и управление включением / выключением.
Фазо-угловые регуляторы пропорционально включают процентную долю каждого полупериода линии электропередачи. Это обеспечивает плавное, бесступенчатое приложение мощности к нагревателям. Самый точный метод управления, фазовый обжиг, также может увеличить срок службы нагревателя до семи раз, в зависимости от типа нагревателя. Кроме того, поджиг по фазе позволяет использовать такие опции, как плавный пуск, ограничение напряжения и тока. Эти параметры недоступны с другими средствами управления.
Элементы управления переключением при нулевом напряжении пропорционально включают и выключают каждый полный цикл линии питания. Изменяя количество циклов линии питания переменного тока, SCR обеспечивает питание нагревателей. Благодаря переменной временной развертке достигается оптимальное количество циклов включения и выключения. Этот метод создает меньше линейных шумов радиочастотных помех (RFI), чем тиристоры с фазо-угловым возбуждением.
Регуляторы включения / выключения работают так же, как механические или ртутные реле, но с тем преимуществом, что они намного сокращают время цикла.
Использование регулятора мощности SCR предлагает наиболее точные средства управления электронагревателями. Срок службы нагревателя увеличивается; увеличены производственные скорости; и качество продукции улучшается. Просто не забудьте защитить его от перегрева, скачков напряжения и коротких замыканий с самого начала проектирования вашей системы.
Выполнив несколько простых шагов, регулятор мощности SCR может обеспечить превосходную производительность при минимальных затратах на обслуживание в течение многих лет.
Защита SSR от короткого замыкания и перегрузки по току
Ток короткого замыкания или сверхток, протекающий через нагрузку SSR, повредит выходной элемент SSR.
Идеальная защита твердотельного реле от короткого замыкания или перегрузки по току требует хороших технических знаний. Эта статья поможет вам лучше понять защиту от короткого замыкания.
Есть два способа защиты по току:
- ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ: для защиты твердотельных реле от коротких замыканий нагрузки необходимо использовать предохранители, особенно быстродействующие предохранители для малых номиналов.Значение I²t предохранителя должно быть меньше половины значения I²t реле.
- ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ : этот метод защиты может быть адаптирован для твердотельных реле со значением I²t> 5000 A²s.
Во-первых, давайте начнем с напоминания о том, что стандарт МЭК говорит об уровнях координации:
1- Что стандарт МЭК говорит о координации с устройствами защиты от короткого замыкания?
В публикацииIEC IEC60947-4-x проводится различие между двумя разными типами защиты (называемыми «координацией»), которые обозначены как «1» и «2».
- Координация Тип 1 требует, чтобы в условиях короткого замыкания устройство не создавало опасности для людей или установки и могло быть непригодным для дальнейшего обслуживания без ремонта и замены деталей.
В приложении: Для нагрузок с низким риском короткого замыкания можно использовать тип координации 1. В этом случае SSR выбирается в соответствии с нагрузкой, а защита выбирается для защиты установки. Но в случае короткого замыкания SSR может быть в коротком замыкании и его необходимо заменить для дальнейшего обслуживания. - Координация типа 2 требует, чтобы в условиях короткого замыкания устройство не создавало опасности для людей или установки и было пригодным для дальнейшего использования.
В приложении: Для нагрузок, где риск короткого замыкания более важен, необходимо использовать тип координации 2. В этом случае SSR выбирается в соответствии с нагрузкой и устройством защиты, чтобы иметь правильную защиту для установки и SSR.
Это означает, что защитное устройство должно среагировать до того, как SSR будет поврежден.В случае короткого замыкания ТТР будет правильно защищен и будет пригоден для дальнейшего использования.
Вот дополнительная информация об общем методе определения подходящего предохранителя для твердотельных реле.
2-защита со сверхбыстрыми предохранителями:
Стандартные предохранители не могут срабатывать достаточно быстро, чтобы ток короткого замыкания не превысил максимальные уровни, которые могут выдерживать тиристоры. По этой причине мы рекомендуем использовать сверхбыстрые предохранители.
В наших технических паспортах и каталоге с указаниями по выбору мы указываем значение I²t (амперы в квадрате секунд), которое представляет собой максимальное значение тока по сравнению свремя, которое могут выдержать тиристоры.
Обычно и для уровня координации типа 2 номинал «I²t» выбранного предохранителя должен быть ниже номинала I²t выбранного твердотельного реле.
Чтобы иметь правильный запас при координации типа 2, celduc relais рекомендует следующее правило:
Предохранитель I²t <½ I²t типа SSR
Предохранитель должен располагаться перед SSR. Действительно, если по неустановленной причине реле должно нарушить изоляцию заземления (перегрев, разрыв корпуса, утечка через радиатор,…), предохранитель должен защищать всю цепь от возгорания.
3-защита с автоматическим выключателем (автоматическим выключателем)
Вы часто задаете нам вопрос, можно ли использовать MCB вместо предохранителя для защиты как цепи, так и SSR? » (Координация типа «2»). Ответ — «ДА», но вы должны учитывать параметры I²t SSR , доступный общий ток короткого замыкания в системе и, конечно же, на выбрать автоматический выключатель, который имеет номинал I²t значительно ниже, чем у ССР .
MCB — это защита от медленного короткого замыкания, поэтому координация короткого замыкания между MCB и SSR затруднена.Кривые
Z специально разработаны для защиты полупроводников, и это более быстрая модель, но все же медленная по сравнению с предохранителями.
Поскольку MCB работает медленно, пропускаемый ток (ток короткого замыкания, протекающий в цепи до выключения) велик, и поэтому I²t (эквивалентная энергия, соответствующая этому пропускаемому току) также высока.
Напоминаем, что ток короткого замыкания SSR ограничен его значением I²t.
Давайте возьмем пример с двухфазным SOB945360, имеющим значение I²t 2800A²s:
Таким образом, цель состоит в том, чтобы получить защиту от короткого замыкания (MCB), которая ограничивает I²t до более низкого значения, чем у SSR.
Фактически, для типа координации 2 пропускная энергия I²t MCB должна быть
Пример со следующими параметрами:
-SSR, используемый в нашем примере, имеет значение I²t 2800A²с
— ток нагрузки 11,4А
-a 20A MCB.
Давайте посмотрим на типичную диаграмму кривых от производителя автоматического выключателя:
Вертикальная шкала показывает сквозную энергию I²t с одной кривой для каждого выключателя с разным номиналом.SSR, используемый в нашем примере, имеет значение I²t 2800A²s, это красная горизонтальная линия «SSR». Затем вам нужно построить горизонтальную линию до кривой 20А.
Горизонтальная шкала показывает предполагаемый ток в точке установки : это ток короткого замыкания, который протекает в цепи без какой-либо защиты в точке короткого замыкания и ограничен полным сопротивлением линии. (трансформатор, провода, автоматические выключатели, соединения,…).
В нашем примере мы используем ожидаемый ток короткого замыкания 750А и используем автоматический выключатель на 20А.
Точками также можно увидеть рекомендованный I²t, соответствующий почти 0,5 x I²t SSR. Значение 500А.
Почему мы советуем учитывать 0,5 x I²t SSR? MCB откроет ток быстрее, чем 10 мс (согласно кривой ниже), и I²t SSR (приведенный для 10 мс) со временем уменьшается.
Итак, вы понимаете, что первое, что необходимо для выбора подходящего автоматического выключателя, — это определить максимальный предполагаемый ток короткого замыкания в цепи в соответствии с IEC / EN 60898 .
- Если приложение представляет собой машину, производитель должен рассчитать свою машину в соответствии с предполагаемым током (или номинальным током короткого замыкания, SCCR): его значение должно быть выше или равно стоимости установки его клиента.
Например: если машина рассчитана на ток 50 кА, SCCR для электроснабжения потребителя должен быть ниже 50 кА. - Поскольку автоматические выключатели часто рассчитаны на 10 или 20 кА для SCCR, изготовитель оборудования должен принять правильные меры противодействия, чтобы ограничить SCCR в точке автоматического выключателя (ограничитель тока короткого замыкания, трансформатор, минимальная длина провода и сечения,…)
Вот один пример, который подчеркивает важность наличия SSR с достаточным значением I²t, чтобы наилучшим образом защитить его от тока короткого замыкания.
В этом примере производитель машины использует MCB типа S200P серии ABB и 25 кА для максимального ожидаемого тока в точке, где установлен MCB.
Вы можете увидеть предел в оранжевой линии на кривой I²t MCB. Вы также можете видеть, что соответствующий I²t составляет 70 кА²s, что намного выше, чем у SSR. Если бы SSR и нагрузка были подключены сразу после MCB без какой-либо длины провода, защита была бы невозможна.
Регулировка длины провода может быть одним из решений для соответствия MCB и SSRРешение для согласования MCB и SSR состоит в том, чтобы отрегулировать длину проводов.
В таблице ниже показан принцип:
2,5 мм² зависит от номинального тока (в этом примере для нагрузки 20 А)
25kA — максимальный ожидаемый ток в точке, где установлен MCB
0,5kA (500A) — предполагаемый ток короткого замыкания, рассчитанный выше.
В этом примере вы лучше понимаете, в чем проблема: вам нужен 50-метровый провод от MCB к SSR, к нагрузке и обратно к MCB.В некоторых случаях это может быть проблемой (в зависимости от размера машины).
Еще одно решение — использовать твердотельное реле с более высоким I²t.
Итак, тот же пример с SSR 75A — 7200A²s (SOB967):
1,6 кА (1600 А) — это предполагаемый ток короткого замыкания ТТР 7200 А²с, рассчитанный выше.
Заказчику нужен «только» провод длиной 16 м с SOB967 (7200A²с)
Он мог бы еще больше уменьшить эту длину, используя однофазный 95 или 125A SSR.
Обратите внимание, что указание выше указывает на то, что короткое замыкание произойдет в месте нагрузки, что часто имеет место, особенно в случае нагревателей.
Если есть короткое замыкание рядом с SSR, MCB не защитит SSR.
4- Что делать после короткого замыкания?
Во время короткого замыкания вы можете повредить установку.
Сначала проверьте, где произошло короткое замыкание.
После ремонта и проверки проводки советуем протестировать твердотельное реле.
Даже при правильной защите количество коротких замыканий для силового полупроводника ограничено.
Некоторые короткие замыкания могут ограничить срок службы компонентов, поэтому обычно количество возможных коротких замыканий в течение срока службы силового полупроводника составляет максимум 10 раз.
5-Заключение
Очень важно иметь правильную защиту от сверхтоков. Тиристоры, являющиеся силовыми элементами твердотельных реле, имеют очень короткие тепловые постоянные времени. Следовательно, экстремальные уровни тока и скачки, вызванные неисправностями нагрузки или линии, даже если они применяются только в течение чрезвычайно коротких периодов времени, могут привести к необратимому отказу тиристорных устройств.
Компания celduc, как производитель твердотельных реле, а также поставщики предохранителей и автоматических выключателей, могут дать вам совет. Не стесняйтесь спрашивать нас.
Это важно иметь в виду, что уровень координации и испытания на короткое замыкание должны выполняться изготовителем панели.
Требуется дополнительная информация? свяжитесь с нашими техническими специалистами
Основные причины и решения отказов SSR | FAQ | Сингапур
Основное содержание
Вопрос
Каковы основные причины отказов твердотельных реле (SSR) и способы их устранения?
Если пусковой ток превышает номинальный ток включения SSR из-за высокого пускового тока нагрузок, таких как двигатели и лампы, выходные элементы SSR повреждаются.
Рассмотрите возможность использования SSR с большей емкостью.
1. Обратное напряжение нагрузки
Высокое обратное напряжение, вызванное индуктивными нагрузками, такими как клапаны и соленоиды, может привести к повреждению выходных элементов SSR.
Используйте SSR с элементом, поглощающим генерируемое обратное напряжение.
2. Неисправность из-за внешнего скачка напряжения
Внешний скачок напряжения может внезапно повредить элементы ввода или вывода.Короткое замыкание нагрузки также может вызвать неисправность. Разработайте схему безопасности, которая отключит нагрузку с помощью контактора или автоматического выключателя на стороне источника питания нагрузки, когда SSR вызывает ошибку. Также рекомендуется подключать быстроразъемный предохранитель последовательно с нагрузкой в качестве меры защиты от сверхтоков.
3. Среда установки
Если температура окружающей среды превышает номинальное значение, выходные элементы SSR могут быть повреждены.Установите SSR с учетом условий его теплового излучения, таких как конвекция воздуха вокруг радиатора.
Если SSR используется с ослабленными винтами на выходных клеммах или с несовершенной пайкой, ненормальное тепловыделение при протекании тока приводит к перегоранию SSR. Выполните правильную разводку и пайку.
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 или 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 во время работы создают меньше электромагнитных помех, чем механические реле.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, поскольку кто-то может прикоснуться к клеммам на нагрузке, 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 должным образом закрыты, 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 привести к пожару или угрозе 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 сам импульсный ток , 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 средний ток нагрузки на множитель для вашего типа устройства, чтобы вычислить 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 ждет, пока напряжение не пересечет ноль, прежде чем размыкаться.Полноразмерное изображение
Если ваша нагрузка индуктивная, вам нужно выбрать реле случайного включения . 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 твердотельные 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 твердотельные реле Random Turn On SSR.
| 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 того, чтобы просто включать / выключать нагрузку, 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 — использовать сервомотор RC с контроллером PhidgetAdvancedServo для вращения ручки на диммере. С помощью 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 при длительной установке, может оказаться полезным 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 можете 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, для которых
- 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 от ТТР постоянного тока
Диод, входящий в комплект наших ССР постоянного тока с «хоккейной шайбой». 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 некоторой степени индуктивна, и когда SSR выключается, магнитные поля будут проталкивать ток по теперь открытому 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, поставляемого 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 SSR постоянного тока всегда проверяйте, 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 SSR 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.
Выбираем AC / DC SSR
Теперь, когда вы определили рабочее напряжение, среднее значение и импульсный ток, вы можете создать короткий список реле, для которых
- 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 схем с ТТР 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 релесмогут обеспечить надежность и долгий срок службы только в том случае, если их хранить 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. Согласно спецификации вашего SSR, радиатор вам не понадобится. 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 концентрируется 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 | 16–26 |
| 5,0 | с 12 до 24 |
| 9.5 | от 10 до 26 |
Ослабленные соединения проводов могут выделять много тепла — используйте достаточно большую отвертку при зажимании 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 выключения в секунду (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 внутри 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 выводами небольшая, поэтому демпфер оказывает очень небольшое влияние. Когда AC SSR выключен, демпфер активно защищает SSR, но за свою цену, поскольку он пропускает через SSR небольшой ток, который тратится впустую.
- В AC SSR используются биполярные транзисторы — старая технология, которая была заменена КМОП-транзисторами 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, 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 .
% PDF-1.4 % 966 0 объект > эндобдж xref 966 139 0000000016 00000 н. 0000003151 00000 п. 0000003265 00000 н. 0000004835 00000 н. 0000005150 00000 н. 0000006098 00000 н. 0000006154 00000 н. 0000006211 00000 н. 0000006267 00000 н. 0000006324 00000 н. 0000006381 00000 п. 0000006436 00000 н. 0000006543 00000 н. 0000006599 00000 н. 0000006656 00000 н. 0000006712 00000 н. 0000006768 00000 н. 0000006825 00000 н. 0000006848 00000 н. 0000007582 00000 н. 0000008034 00000 н. 0000008224 00000 н. 0000008495 00000 н. 0000009246 00000 н. 0000009753 00000 н. 0000011700 00000 п. 0000011723 00000 п. 0000014259 00000 п. 0000014282 00000 п. 0000016505 00000 п. 0000016528 00000 п. 0000018358 00000 п. 0000018381 00000 п. 0000020293 00000 п. 0000020316 00000 п. 0000022184 00000 п. 0000022208 00000 п. 0000024303 00000 п. 0000024327 00000 п. 0000028351 00000 п. 0000028875 00000 п. 0000029522 00000 н. 0000030017 00000 п. 0000034618 00000 п. 0000034947 00000 п. 0000035266 00000 п. 0000035560 00000 п. 0000035686 00000 п. 0000035810 00000 п. 0000035935 00000 п. 0000036096 00000 п. 0000036155 00000 п. 0000036399 00000 п. 0000036657 00000 п. 0000036800 00000 п. 0000037210 00000 п. 0000037573 00000 п. 0000039565 00000 п. 0000039595 00000 п. 0000043152 00000 п. 0000044363 00000 п. 0000044522 00000 п. 0000044579 00000 п. 0000044602 00000 п. 0000045607 00000 п. 0000045862 00000 п. 0000045919 00000 п. 0000047476 00000 п. 0000051075 00000 п. 0000052308 00000 п. 0000052607 00000 п. 0000052664 00000 п. 0000054000 00000 п. 0000054377 00000 п. 0000054435 00000 п. 0000056230 00000 п. 0000056260 00000 п. 0000059327 00000 п. 0000061238 00000 п. 0000061268 00000 п. 0000063193 00000 п. 0000064509 00000 п. 0000065823 00000 п. 0000066448 00000 н. 0000066506 00000 п. 0000066529 00000 п. 0000067463 00000 п. 0000067530 00000 п. 0000067586 00000 п. 0000067794 00000 п. 0000067824 00000 п. 0000071298 00000 п. 0000072416 00000 п. 0000072620 00000 п. 0000072677 00000 п. 0000073589 00000 п. 0000073874 00000 п. 0000073931 00000 п. 0000073955 00000 п. 0000075341 00000 п. 0000075549 00000 п. 0000075606 00000 п. 0000075630 00000 п. 0000077025 00000 п. 0000077055 00000 п. 0000161039 00000 н. 0000164110 00000 н. 0000164140 00000 н. 0000186727 00000 н. 0000186757 00000 н. 0000196373 00000 п. 0000196403 00000 н. 0000201332 00000 н. 0000202098 00000 н. 0000202128 00000 н. 0000207251 00000 н. 0000207281 00000 н. 0000213123 00000 п. 0000216631 00000 н. 0000217784 00000 н. 0000218096 00000 н. 0000218154 00000 п. 0000218178 00000 н. 0000219453 00000 п. 0000219799 00000 н. 0000219857 00000 н. 0000221597 00000 н. 0000221627 00000 н. 0000227455 00000 н. 0000229181 00000 п. 0000230372 00000 п. 0000231553 00000 н. 0000231707 00000 н. 0000231764 00000 н. 0000232183 00000 н. 0000232250 00000 н. 0000232306 00000 н. 0000003418 00000 н. 0000004811 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 967 0 объект > эндобдж 968 0 объект `Dz — # _ m_} g) / U (ŵ {кВ \ (K # efIV_7) / П-44 / V 1 / Длина 40 >> эндобдж 1103 0 объект > поток @ 5 &% fto {> 0r ~ YH6pyDmfQ4 & ZoFvQZ.n ·; ~) @} Яjj, ~} ‘5 ZkBd4s + ‘9z6d5c: {L $ 4; J; I (cR *
Твердотельное реле: противоэлектродвижущая сила | FAQ | Малайзия
Основное содержание
Вопрос
Короткое замыкание на выходе полупроводникового реле Неисправность 1: Почему на выходе полупроводникового реле всегда используется полуволновой режим?
Диэлектрическая прочность одного канала твердотельного реле могла ухудшиться в результате перенапряжения на выходной клемме твердотельного реле, вызванного скачком шума (включая высокочастотный шум).
Внутренняя цепь полупроводникового реле с проблемным участком
Изоляционный элемент ввода / вывода в цепи полупроводникового реле может быть оптопарой или фотоэлементом, а элементом переключения нагрузки (выходом) может быть тиристор или симистор.
Пример фототриакного ответвителя с ухудшенной диэлектрической прочностью на одном канале оптического приемника
| Положительная сторона | Отрицательная сторона | |
| Диэлектрическая прочность внутреннего фотоэлемента | Нормальный | Уменьшение диэлектрической прочности |
Примечание: Если диэлектрическая прочность ухудшится на обоих полюсах, это приведет к ошибке короткого замыкания.
Возможные причины
1. Скачок напряжения был вызван источником питания нагрузки или другими нагрузками, подключенными к линии питания нагрузки.
2. Был использован источник питания с инверторным управлением (включая гармонический шум).
Справочная информация по защите от внешнего шума
В качестве защиты от внешнего шума рекомендуется использовать элемент защиты от перенапряжения (например,g., варистор) внешне подключен к линии питания.
Пример подключения 1
Пример подключения 2
Примечание: Проверьте информацию производителя о том, как подключить элемент защиты от перенапряжения.
% PDF-1.7 % 2 0 obj > эндобдж 1143 0 объект > поток 10.8758.375742019-08-12T17: 13: 43.714ZPDF-XChange Core API SDK (7.0.325.1) edc12f198bd00822c9f3f703a011bda1380e66f72918856
Общие сведения о твердотельных реле, SSR »Электроника
Полупроводниковое реле — это электронный переключатель, который включается или выключается в соответствии с внешним сигналом — 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 релеимеют ряд преимуществ по сравнению с реле, обеспечивая более быстрое переключение, большую надежность и более длительный срок службы и т. Д., Но у них также есть некоторые недостатки по сравнению с более традиционными электронными компонентами.
Ввиду их преимуществ твердотельные реле все чаще используются, поскольку они обеспечивают гораздо более экономичное решение для многих конструкций электронных схем, особенно когда рассматривается обслуживание оборудования.
Основы твердотельного реле
В основе электронных схем твердотельных релеможет 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 SSRТвердотельное 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 приводит к его переключению из нормального обесточенного состояния.Обычно он включает выходное устройство, позволяя току проходить через выход SSR.
Передатчик и приемник обычно расположены в одном и том же электронном компоненте, что упрощает конструкцию твердотельных реле.
Из схемы видно, что между входными и выходными электронными цепями отсутствует электрическое соединение. Это разделение, часто называемое гальванической развязкой, является ключом к изоляции входных и выходных цепей друг от друга.Гальваническая развязка между светодиодом и фотоустройством обычно находится в диапазоне нескольких тысяч вольт из-за разделения между оптическим передатчиком и приемником или детекторного устройства, а также оптически прозрачного изолирующего барьера, который помещен между ними.
При рассмотрении технических характеристик SSR следует отметить, что изоляция указывается в терминах пробоя напряжения, то есть напряжения, которое вызывает пробой между входом и выходом. Это не то же самое, что сопротивление входа и выхода.В зависимости от устройства оно может составлять от 1000 до 1 миллиона МОм — поскольку оно настолько велико, что его часто считают «бесконечным» сопротивлением.
Хотя на базовой принципиальной схеме твердотельного реле показан только светодиод, который освещает светочувствительный полупроводниковый переключатель, такой как тиристор или тиристор, симистор, транзистор или полевой МОП-транзистор, внутри твердотельного реле есть и другие компоненты.
Есть две основные области твердотельного реле:
- 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 убедитесь, что оптический передатчик, т.е.е. Светодиод может работать с указанным уровнем привода. Обычно это требует включения токоограничивающего резистора и любых других электронных компонентов, чтобы светодиод загорался в достаточной степени при поступающем сигнале. Доступны твердотельные реле, которые работают с входным напряжением от нескольких вольт и выше.
- Вход постоянного или переменного тока: Если SSR предназначен для работы с входом постоянного тока, он может работать с минимумом дополнительных электронных компонентов — возможно, только с ограничивающим ток резистором.Если предполагается работа от переменного тока, то для выпрямления входного сигнала используются выпрямитель и обычно мостовой выпрямитель, так что светодиод запускается только сигналом правильной полярности. Светодиодный индикатор будет пульсировать с переменной формой волны — в два раза чаще, если используется мостовой выпрямитель. Этот мостовой выпрямитель может быть включен как часть твердотельного реле или, возможно, добавлен извне.
- Выход SSR: Сторона выхода твердотельного реле также требует понимания, поскольку может быть ряд дополнительных электронных компонентов помимо 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 переключаться из выключенного состояния во включенное состояние, возникают острые края на сигналах.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 ЭМС 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, обычно используются твердотельные реле с произвольной коммутацией. Эти устройства включаются или выключаются в момент, требуемый входным управляющим сигналом, и они не принимают во внимание положение на осциллограмме.
Преимущества и недостатки твердотельных реле
Как и у любой техники, у их использования есть свои преимущества и недостатки.Это верно для твердотельных реле — хотя они предлагают много преимуществ по сравнению с другими альтернативами, такими как электромеханические реле, у них есть некоторые недостатки. Фактический выбор технологии 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 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 полюса | Лучше | Не очень хорошо |
| Совместимость с логическими / цифровыми схемами | Плохо (требуется интерфейс) | Хорошее (можно встраивать) |
| Время срабатывания и отпускания | 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, которые нужно предпринять, и задать вопросы:
- 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 на плате могут потребоваться мостовой выпрямитель и, возможно, другие электронные компоненты. вход для создания необходимого управляющего сигнала, если они не содержатся в пакете SSR — проверьте спецификацию, чтобы узнать, что может потребоваться.
- Диапазон напряжения: Необходимо определить необходимое напряжение для ТТР.Если необходимо переключить постоянный ток, выберите твердотельное реле с номинальным напряжением не менее чем на 25% выше, чем предполагаемое максимальное напряжение. В идеале больший запас повысил бы надежность.
Для SSR переменного тока необходимо проверить напряжение переменного тока, необходимое для приложения — снова добавьте запас. Несмотря на то, что переходные процессы присутствуют во многих линиях переменного тока, твердотельные реле переменного тока должны уметь их учитывать, поскольку они, вероятно, имеют встроенную защиту (см. Ниже), но всегда лучше проверить спецификацию.
- Ток нагрузки: Помимо напряжения, необходимо также знать ток, который будет проходить через устройство. Если через устройство будет протекать слишком большой ток, оно перегреется и может выйти из строя.
Следует помнить о пусковом токе, который наблюдается во многих цепях. При первом включении некоторые элементы могут потреблять ток, уровень которого намного превышает средний потребляемый ток. Поэтому необходимо учитывать это при выборе твердотельного реле.Обычно к среднему току применяется множитель, зависящий от переключаемой нагрузки.
Средний потребляемый ток следует умножить на множитель и твердотельное реле, выбранное с этим значением для тока.Коммутируемая нагрузка Множитель Люминесцентные лампы (переменного тока) 10 Лампы накаливания 6 Двигатели 6 Резистивные нагреватели 1 Трансформаторы 20 - 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 индуктивная, 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 выключателей с переходом через ноль.Отключение при переходе через ноль может обеспечиваться симисторами или тиристорами, поскольку они перестают проводить ток в конце цикла и их необходимо повторно запустить для включения.
- Защита от перенапряжения: Если твердотельный переключатель будет использоваться с переменным током, убедитесь, что он имеет встроенную защиту от перенапряжения — хотя большинство электронных компонентов, предназначенных для использования там, где могут присутствовать перенапряжения, имеют встроенную защиту, она встроена. Всегда лучше проверять лист технических характеристик. Защита от перенапряжения или переходных процессов обычно обеспечивается с помощью металлооксидных варисторов, MOV.Эти металлооксидные варисторы поглощают переходные процессы и предотвращают их повреждение SSR.
Эти моменты представляют собой большинство основных моментов, которые следует учитывать при выборе твердотельного реле. Всегда полезно прочитать всю спецификацию SSR, чтобы убедиться, что нет точек, которые могут отрицательно повлиять на работу всей схемы во время работы.
Твердотельные реле— идеальные устройства для многих коммутационных приложений — они быстрее и, как правило, более надежны, чем электромеханические реле, хотя они менее устойчивы к переходным импульсам и другим условиям перегрузки.
Ввиду их превосходной работы во многих сценариях твердотельные реле используются во многих цепях, причем номинальные значения тока и напряжения доступны для многих коммутационных приложений.
Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле
Вернуться в меню «Компоненты».