Как устроено твердотельное реле: Твердотельные реле. Принцип работы, классификация и их преимущества. | RuAut

Всё о твердотельных реле

Всё о твердотельных реле

Роль твердотельных реле (ТТР или в английском варианте SSR) в современных системах автоматики существенна. В  последние годы в различных технологических областях (от автомобильной электроники, систем связи и бытовой электроники до промышленной автоматики) идет переход от построения систем коммутации на обычных электромагнитных реле, пускателях и контакторах к удобным, надежным способам коммутации с помощью твердотельных полупроводниковых реле.

Что нужно знать о твердотельном реле? Где применяется и как оно устроено? Ответы на эти вопросы Вы найдете в этом разделе нашего портала.

Твердотельное реле (ТТР) – это класс современных модульных полупроводниковых приборов, выполненных по гибридной технологии, содержащих в своем составе мощные силовые ключи на симисторных, тиристорных либо транзисторных структурах. Они с успехом используются для замены традиционных электромагнитных реле, контакторов и пускателей.

Твердотельные реле обеспечивают наиболее надежный метод коммутации цепей.

Твердотельное реле KIPPRIBOR представляют широкий диапазон модификаций для коммутации как малых, так и больших токов нагрузки, а также спецсерии для выполнения специфических задач коммутации. ТТР KIPPRIBOR обеспечивает надежнуюгальваническую изоляцию входных и выходных электрических цепей друг от друга, а также токоведущих цепей от элементов конструкции прибора, поэтому применение дополнительных мер изоляции цепей не требуется.

Модификации твердотельных реле (ТТР) KIPPRIBOR

Однофазные ТТР KIPPRIBOR

 

• Серия KIPPRIBOR MD-xx.44ZD3 однофазные твердотельные реле в миниатюрном корпусе специально для коммутации маломощной резистивной или слабоиндуктивной нагрузки. На сегодня это самый бюджетный в России вариант однофазных ТТР. Возможно использование в однофазной или трехфазной сети.
• Серии KIPPRIBOR HD-xx. ZD3 и HD-хх.44ZA2 однофазные общепромышленные твердотельные реле в стандартном корпусе для коммутации самых распространенных в промышленности диапазонов токов резистивной или индуктивной нагрузки. Возможно использование в однофазной или трехфазной сети.
• Серия KIPPRIBOR HD-xx.25DD3 однофазные твердотельные реле для коммутации цепей постоянного тока резистивной или индуктивной нагрузки. Также ТТР этой серии применяется для усиления выходного сигнала регулирующего прибора (с небольшой нагрузочной способностью выхода) при подключении к нему нескольких ТТР. Возможно использование в однофазной или трехфазной сети.
• Серии KIPPRIBOR HD-xx.VA и HD-xx.2210U  одофазные твердотельные реле для непрерывного регулирования напряжения в диапазоне от 10 В до номинального значения, пропорционально входному сигналу.
  Типы управляющих сигналов:
  • переменный резистор 470 кОм, 0,5 Вт для HD-xx. 44VA;
  • унифицированный сигнал напряжения 0…10 В для HD-xx.2210U.
• Рекоендуются только для коммутации резистивной нагрузки. Возможно использование в однофазной или трехфазной сети.
• Серии KIPPRIBOR SBDH-xx.44ZD3 и BDH-xx.44ZD3 однофазные твердотельные реле для коммутации мощной нагрузки, выполненные в корпусах промышленного стандарта. Перекрывают самый большой на сегодняшний день в России диапазон токов нагрузки. Используются для коммутации цепей питания мощных резистивных или индуктивных нагрузок в однофазной или трехфазной сети. Корпус имеет большие клеммы для удобного подключения проводов большого сечения. ТТР серии SBDH выполнен в более компактном корпусе.
• Серия KIPPRIBOR HDH-xx.44ZD3 однофазные твердотельные реле для коммутации мощной нагрузки, выполненные в стандартном корпусе ТТР. Позволяют коммутировать резистивную или индуктивную нагрузку в однофазной или трехфазной сети.

Однофазная нагрузка	Трехфазная нагрузка
	«звезда», «звезда с нейтралью»	«треугольник»

Трехфазные ТТР KIPPRIBOR

• Серии KIPPRIBOR HT-xx.44ZD3 и HT-xx.44ZA2 трехфазные твердотельные реле для коммутации резистивной нагрузки. Обеспечивают одновременную коммутацию по каждой из 3-х фаз. Возможно использование для групповой коммутации нагрузки в трех однофазных цепях.

Трехфазная нагрузка
«звезда», «звезда с нейтралью»	«треугольник»

 

 

 

 

 

 

Реле твердотельное.

Товары и услуги компании «ООО «Техно Эл»»

Твердотельные реле применяют сейчас в промышленном оборудовании, там где нужна большая надежность и малые габариты. У твердотельных реле есть аббревиатура на русском – ТТР. По-английски название звучит Solid State Relay, SSR. То есть, ТТР и SSR – одно и то же.

Как не трудно догадаться, основной минус этих устройств – цена, но в этой статье поговорим о преимуществах и особенностях этих замечательных устройств.

Принцип работы и устройство твердотельных реле

Для начала, что такое обычное реле? Это устройство, которое имеет контакты, и катушку управления. Контакты приводятся в действие (замыкаются, или размыкаются, не важно) подачей напряжения на катушку реле. То есть, нужно некоторое управляющее (активирующее) напряжение, которое приводит в действие контакты.

В твердотельном реле – то же самое. Есть управляющее напряжение (постоянное или переменное, разного уровня, зависит от типа реле), и есть «контакты», которые замыкаются.

Почему «контакты» в кавычках – потому что их реально нет, их роль выполняют полупроводниковые (твердотельные, отсюда и название) приборы. Как правило, тиристоры или симисторы (для коммутации переменного тока) и транзисторы (для постоянного тока).

Обычное реле применяется не только для увеличения коммутируемого тока. Транзистор может пропускать ток только в одном направлении, а вот симистор или тиристоры, используемые в твердотелках, прекрасно пропускают переменный ток (ток в обоих направлениях).

Так же, как и в обычных реле, в твердотельных существует гальваническая развязка между напряжением катушки и напряжением на силовых контактах. Только в «электромеханических» реле это достигается за счет разнесения в пространстве, а в твердотельных – за счет оптической развязки. Т.е, на входе стоит оптрон.

Устройство твердотельного реле постоянного тока – реле вскрыто, один транзистор “подгорел”

На фото показано, как устроено твердотельное реле 5…24 VDC – 5…200 VDC. Всё просто – стабилизация (приведение к одному уровню) входного напряжения, оптическая развязка, выходной ключ.

Твердотельные реле потребляют и теряют гораздо меньше энергии при работе, имеют меньшие габариты, высокое быстродействие, гораздо более длительный срок службы и всё это – абсолютно бесшумно!

Однако не стоит впадать в эйфорию, контакторы и реле прекрасно справляются со своими функциями не только в быту, но и в промышленной аппаратуре. И в обозримом будущем твердотельные реле их полностью не заменят, это точно.

Твердотельные реле. Что нужно знать о твердотельном реле? Где применяют и как оно устроено?

Твердотельные реле – это класс современных модульных полупроводниковых приборов, выполненных по гибридной технологии, содержащих в своем составе мощные силовые ключи на симисторных, тиристорных или транзисторных структурах. Они часто используются для замены традиционных электромагнитных контакторов, пускателей и реле, так как обеспечивают наиболее надежный метод коммутации цепей.

ТТР от компании KIPPRIBOR представлены широким диапазоном модификаций для коммутации как малых, так и больших токов нагрузки, а также специальной серией для выполнения специфических задач коммутации. ТТР обеспечивают надежную гальваническую изоляцию входных и выходных электрических цепей друг от друга, а также токоведущих цепей от элементов конструкции прибора, поэтому применение дополнительных мер изоляции цепей не требуется.

 

 

Модификации ТТР:

1. Однофазные ТТР:

2. Однофазные ТТР в корпусе промышленного исполнения:

3. Трехфазные ТТР:

4. Радиаторы охлаждения на ТТР:

 

 

 

 

Общие рекомендации по выбору твердотельных реле

Нагрев ТТР при коммутации нагрузки обусловлен электрическими потерями на силовых полупроводниковых элементах. Переизбыток температуры ТТР накладывает ограничение на величину коммутируемого тока, поскольку чем больше температура ТТР, тем меньший ток оно может коммутировать. Достижение температуры в 40°C не вызывает существенного ухудшения рабочих параметров, а нагрев твердотельного реле до 60°С существенно снижает допустимую величину коммутируемого тока: нагрузка может отключаться не полностью, а само реле твердотельное перейти в неуправляемый режим работы и даже выйти из строя.

Следовательно, при длительной работе твердотельного реле в номинальных, и особенно, «тяжелых» режимах (при длительной коммутации при токах нагрузки свыше 5 А) требуется применение радиаторов или воздушного охлаждения для рассеивания тепла. При повышенных нагрузках, например, в случае нагрузки индуктивного характера (соленоиды, электромагниты и т.п.), рекомендуется выбирать твердотельное реле с большим запасом по току (в 2-4 раза), а в случае применения твердотельных реле для управления асинхронным электродвигателем необходим 6-10 кратный запас по току.
При работе с большинством типов нагрузок включение ТТР от KIPPRIBOR сопровождается пусковой перегрузкой (скачком тока) разной амплитуды и длительности, и это необходимо учитывать при выборе твердотельного реле.
Для различных типов нагрузок можно указать следующие величины пусковых перегрузок:

 

 

• чисто активные нагрузки (нагреватели типа ТЭН) дают минимально возможные скачки тока, которые практически устраняются при использовании твердотельного реле с переключением в нуле;
• лампы накаливания, галогенные лампы при включении пропускают ток в 7…12 раз больше номинального;
• флуоресцентные лампы в течение первых секунд (до 10 сек) дают кратковременные скачки тока, в 5-10 раз превышающие номинальный ток;
• ртутные лампы дают тройную перегрузку по току в течение первых 3-5 мин;
• обмотки электромагнитных реле переменного тока: ток в 3…10 раз больше номинального в течение 1-2 периодов;
• обмотки соленоидов: ток в 10…20 раз больше номинального в течение 0,05 — 0,1 сек;
• электродвигатели: ток в 5…10 раз больше номинального в течение 0,2 — 0,5 сек;
• высокоиндуктивные нагрузки с насыщающимися сердечниками (трансформаторы на холостом ходу) при включении в фазе нуля напряжения: ток в 20-40 раз больше номинального в течение 0,05 — 0,2 сек;
• емкостные нагрузки при включении в фазе, близкой к 90°: ток в 20-40 раз больше номинального в течение времени от десятков микросекунд до десятков миллисекунд.

Способность твердотельных реле выдерживать токовые перегрузки характеризуются величиной ударного тока. Для ТТР постоянного тока эта величина обычно в 2 – 3 раза превосходит значение максимально допустимого постоянного тока, для тиристорных реле это соотношение около 10. Для токовых перегрузок произвольной длительности можно исходить из эмпирической зависимости: увеличение длительности перегрузки на порядок ведет к уменьшению допустимой амплитуды тока.

Статьи о товарах — Твердотельные реле. Что нужно знать о твердотельном реле? Где применяют и как оно устроено?

Что такое реле, устройство, принцип действия, виды, производители

Реле – коммутационное устройство (КУ), соединяющее или разъединяющее цепь электронной или электрической схемы при изменении входных величин тока. Прежде чем мы перейдем к детальному рассмотрению того, что такое реле, как устроено, по какому принципу работает и где применяется, пожалуй, нужно узнать, когда это устройство впервые появилось и кто его изобретатель.

Вот таких типоразмеров может быть это устройство

Содержание статьи

История создания

Первенство создания реле спорно. Некоторые утверждают, что впервые это устройство было сконструировано в 1830—1832 гг. русским ученым Шиллингом П.Л. и являлось основным элементом вызывающего механизма в разработанном им же варианте телеграфа.

Другие научные историки приписывают первенство изобретения известному физику Дж. Генри, который в 1835 г. разработал контактное реле во время усовершенствования созданного им в 1831 году телеграфного аппарата. Первый соленоид работал по принципу электромагнитной индукции и был некоммутационным устройством.

Первое реле Дж. Генри

Реле, в качестве самостоятельного устройства, впервые упоминается в патенте на телеграф, выданном Самуэлю Морозе.

Первое реле Морзе

Как видим, первой сферой применения этого коммутационного устройства был телеграф и только позднее с развитием техники он стал применяться в электрическом и электронном оборудовании.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из немагнитного основания, на которое намотан провод из меди с тканевой или синтетической изоляцией, но чаще всего с диэлектрическим лаковым покрытием. Внутри катушки установленной на нетокопроводящее основание, размещается металлический сердечник. Также в устройстве имеются пружины, якорь, соединительные элементы и пары контактов.

При подаче тока на обмотку электромагнита (соленоида) сердечник притягивает якорь, который соединяется с контактом и электрическая или электронная цепь замыкается. При снижении силы тока до определенного значения, якорь, под действием пружины, возвращается на исходную позицию, вследствие чего происходит размыкание цепи.

Более плавная и точная работа достигается благодаря использованию резисторов, а защиту от скачков напряжения и искрения обеспечивает установка конденсаторов.

У большинства электромагнитных реле имеется не одна, а несколько пар контактов, что позволяет управлять несколькими цепями одновременно.

Простейшая схема устройства электромагнитного соленоида

Если в двух словах, то этот вид коммутационного устройства работает по принципу электромагнитной индукции. Благодаря довольно простому принципу действия реле имеют высокую надежность в эксплуатации.

В видеоролике ниже разъясняется принцип действия электромагнитного КУ:

Основные характеристики КУ

К основным характеристикам, на которые следует обратить внимание при выборе данного вида коммутационного устройства, относят:

• чувствительность – срабатывание от подаваемого на обмотку тока определенной силы, достаточной для включения устройства;
• сопротивление обмотки электромагнита;
• напряжение (ток) срабатывания – минимально допустимое значение, достаточное для переключения контактов;
• напряжение (ток) отпускания – значение параметра, при котором происходит отключение КУ;
• время притягивания и отпускания якоря;
• частота срабатывания с рабочей нагрузкой на контактах.

Классификация и для чего нужно реле

Поскольку реле являются высоконадежными коммутационными устройствами, то не удивительно, что они нашли широкое применение в самых различных областях человеческой деятельности. Они используются в промышленности для автоматизации рабочих процессов, а также в быту в самой различной технике, например в привычных всех холодильниках и стиральных машинах.

Разнообразие видов реле очень велико и каждый предназначен для выполнения определенной задачи

Реле имеют сложную классификацию и делятся на несколько групп:

По сфере применения:

• управление электрическими и электронными системами;
• защита систем;
• автоматизация систем.

По принципу действия:

• тепловые;
• электромагнитные;
• магнитолектические;
• полупроводниковые;
• индукционные.

По поступающему параметру, вызывающему срабатывание КУ:

• от тока;
• от напряжения;
• от мощности;
• от частоты.

По принципу воздействия на управляющую часть устройства:

• контактные;
• бесконтактные.

На фото (обведено красным) показано, где находится одно из реле в стиральной машине

В зависимости от вида и классификации реле применяются в бытовой технике, автомобилях, поездах, станках, вычислительной технике и т. д. Однако, чаще всего этот вид коммутирующего устройства используется для управления токами большой величины.

Основные виды реле и их назначение

Производители настраивают современные коммутационные устройства таким образом, чтобы срабатывание происходило только при определенных условиях, например, при увеличении силы тока, поступающего на входные клеммы КУ. Ниже мы вкратце рассмотрим основные виды соленоидов и их назначение.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле – это электромеханическое коммутационное устройство, принцип действия которого основан на воздействии магнитного поля, созданного током в статичной обмотке, на якорь. Этот вид КУ разделяется собственно на электромагнитные (нейтральные) устройства, которые реагируют лишь на значение тока, подаваемого на обмотку, и поляризованные, работа которых зависит как от токовой величины, так и от полярности.

Принцип работы электромагнитного соленоида

Используемые в промышленном оборудовании электромагнитные реле находятся на промежуточной позиции между сильноточными устройствами (магнитными пускателями, контакторами и т. д.) и слаботочным оборудованием. Наиболее часто данный вид реле применяется в цепях управления.

Реле переменного тока

Срабатывание этого вида реле, как видно из названия, происходит при подаче на обмотку переменного тока определенной частоты. Данное коммутирующее устройство для переменного тока с контролем перехода фазы через ноль или без такового, представляет собой блок из тиристоров, выпрямительных диодов и управляющих схем. Реле переменного тока могут быть выполнены в виде модулей на основе трансформаторной или оптической развязки. Данные КУ применяются в сетях переменного тока с максимальным напряжением 1,6 кВ и средним током нагрузки до 320 A.

Промежуточное реле 220 В

Иногда работа электросети и приборов не возможна без использования промежуточного реле на 220 В. Обычно КУ данного типа применяется, если необходимо разомкнуть или разомкнуть разнонаправленные контакты цепи. К примеру, если используется осветительный прибор с датчиком движения, то один проводник присоединяется к сенсору, а другой подводит электроэнергию к светильнику.

Реле переменного тока широко применяются в промышленном оборудовании и бытовой технике

Работает это таким образом:

1. подача тока на первое коммутационное устройство;
2. от контактов первого КУ ток поступает на следующее реле, которое имеет более высокие характеристики, чем у предыдущего и способно выдерживать токи с высокими значениями.

С каждым годом реле становятся эффективней и компактней

Функции малогабаритного реле переменного тока с напряжением 220 В весьма разнообразны и широко используются в качестве вспомогательного устройства в самых различных областях. Данный вид КУ применяется в тех случаях, когда основное реле не справляется со своей задачей или же при большом количестве управляемых сетей которые уже не в состоянии обслужить головное устройство.

Промежуточное коммутационное устройство применяется в промышленном и медицинском оборудовании, транспорте, холодильном оборудовании, телевизорах и прочей бытовой технике.

Реле постоянного тока

Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Отличие между ними состоит в том, что поляризованные КУ постоянного тока чувствительны к полярности подаваемого напряжения. Якорь коммутационного устройства меняет направление движения в зависимости от полюсов питания. Нейтральные электромагнитные реле постоянного тока не зависят от полярности напряжения.

Электромагнитные КУ постоянного тока в основном используют, когда нет возможности подключения к электрической сети переменного тока.

Четырехконтактное автомобильное реле

К недостаткам соленоидов постоянного тока относят необходимость использования блока питания и более высокую стоимость в сравнении с КУ переменного тока.

Данное видео демонстрирует схему подключения и объясняет принцип работы 4 контактного реле:

Электронное реле

Электронное реле управления в схеме прибора

Разобравшись с тем, что такое токовое реле, рассмотрим электронный тип этого устройства. Конструкция и принцип действия электронных реле практически те же, что и в электромеханических КУ. Однако, для выполнения необходимых функций в электронном устройстве используется полупроводниковый диод. В современных транспортных средствах большинство функций реле и переключателей выполняют электронные релейные блоки управления и на данный момент невозможно полностью от них отказаться. Так, например, блок электронных реле позволяет контролировать расход энергии, величину напряжения на клеммах аккумуляторных батарей, управлять системой освещения и т.д.

Обозначение реле на схеме

Чтобы отремонтировать или создать новое электрооборудование, мало знать как работает реле, нужно знать как оно выглядит на схемах. В приведенной ниже таблице показаны самые основные буквенно-графические обозначения КУ принятые в международном классификаторе.

Основные обозначения

Подробнее, с символическим обозначением реле и других элементов электронных и электрических схем, можно ознакомиться, заглянув в специальные справочники, которых в интернете довольно много.

Ведущие производители реле

Где приобрести реле и их стоимость

Реле в зависимости от типа КУ, производителя, сферы применения и продавца могут стоить от 15$ до нескольких сотен. Приобрести необходимое коммутационное устройство можно непосредственно у производителя в традиционных специализированных магазинах или интернете. В настоящее время купить нужное реле любого типа и назначения не составит труда. Существуют специальные каталоги, в которых указывается маркировка, компания-производитель, параметры и стоимость изделия.

Заключение

Как следует из этого обзора, реле является неотъемлемой частью практически любой электрической и электронной схемы промышленного оборудования и бытовой техники. Полную информацию об этом виде коммутационного устройства сложно втиснуть в рамки одной статьи. Если у вас возникнут какие-либо вопросы по этой теме, то задавайте и будем вместе разбираться.

 

Предыдущая

ИнженерияНасосная станция для частного дома: критерии выбора и особенности эксплуатации

Следующая

ИнженерияПодбираем с умом сифон для раковины на кухню

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

LAZY SMART | для ленивых умников.

..

В первом вводном уроке мы наметили общую структуру будущей системы мониторинга температуры. Настало время разобраться в этом подробнее. В этом уроке мы еще раз вспомним, что представляет из себя технология передачи данных и подробно рассмотрим, как устроено передающее устройство. Как работает система мониторинга температуры? Технология передачи данных выглядит следующим образом: Рис. 1. Технология передачи данных […]

---

В предыдущей статье мы рассказали об организации автоматического полива на дачном участке с возможностью мониторинга состояния и управления системой через интернет. Вот так выглядит поливальная установка: В этот раз мы более подробно рассмотрим устройство шкафа управления и интерфейс пользователя для управления системой через веб-приложение. В основу системы управления легло комплексное решение для организации дистанционного мониторинга […]

---

В данной статье будет рассказано об опыте организации системы автоматического полива на дачном участке с возможностью мониторинга и управления через Интернет. Введение В настоящее время системы автоматики всё больше мигрируют из промышленности в бытовую среду. Сейчас вряд ли можно кого-то удивить, рассказав про систему автоматического полива, увиденную на соседском участке, — такие системы появились на […]

---

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

---

Программируемое реле — младший брат промышленного контроллера (ПЛК). О том как устроен ПЛК можно прочитать тут. Принципиально программируемое реле работает точно также, как логический контроллер, и отличается от ПЛК только вычислительной мощностью, количеством входов-выходов, коммуникационными возможностями, объёмом памяти программ и т.д. Реле фирмы «ОВЕН» ПП110 Вообще говоря, провести границу между программируемыми реле и ПЛК довольно […]

---

Довольно встречается ситуация, когда давление в водопроводе не достаточно для работы бытовых приборов (газовые колонки, стиральные машинки и т. д.) да и просто для комфортного использования. В этих ситуациях необходим насос для повышения давления воды. Повышающий насос Ksitex CL15GRS В качестве примера рассмотрим насос Ksitex CL15GRS. Устройство выпускается в двух модификациях: CL15GRS-10 и CL15GRS-15. Последние две […]

---

Для обеспечения комфортных условий выращивания тепличных культур, необходимо поддерживать внутри теплицы оптимальную температуру и влажность. Для этих целей огородники обычно каждое утро открывают двери и форточки, а каждый вечер — закрывают их. При таком подходе человек становится «заложником» собственной теплицы: он должен каждый день вставать с утра пораньше, чтобы успеть открыть форточки до того, как […]

---

При автоматизации различных процессов довольно часто возникает задача управления уровнем жидкости в резервуаре. Как правило, необходимо поддерживать уровень в заданных пределах, управляя включением/выключением насоса или открытием/закрытием клапана подачи или слива. Во всех этих случаях возникает необходимость регистрировать достижение жидкостью заданного уровня. Для этой задачи как нельзя лучше подходит поплавковый датчик уровня. Поплавковый выключатель (или «реле […]

---

При управлении различными процессами довольно часто возникает ситуация, когда необходимо управлять скоростью вращения электродвигателя. Например, необходимо уменьшить расход воды в системе водоснабжения за счёт снижения оборотов насоса, или отрегулировать уровень воздухообмена в системе вентиляции, меняя скорость вращения приточного вентилятора. Регулировка скорости вращения электродвигателя может производиться за счёт  изменения частоты и (или) величины управляющего напряжения, а […]

---

Трёхходовой клапан (кран) — устройство смешения или разделения потоков рабочей среды (жидкости или газа). В быту чаще всего он  используется в системах вентиляции, отопления, ГВС и тёплых полов. С помощью трёхходового крана можно плавно менять расход воды через теплообменник, регулируя тем самым температуру в системе. Проще говоря, трёхходовой кран применяют тогда, когда нужно перераспределять поток […]

---

Схема твердотельного реле (SSR) с использованием полевых МОП-транзисторов

SSR или твердотельные реле — это мощные электрические переключатели, которые работают без механических контактов, вместо этого они используют твердотельные полупроводники, такие как МОП-транзисторы для переключения электрической нагрузки.

SSR могут использоваться для работы с мощными нагрузками за счет небольшого входного триггерного напряжения при незначительном токе.

Эти устройства могут использоваться для работы с нагрузками переменного тока большой мощности, а также Нагрузки постоянного тока .

Твердотельные реле более эффективны по сравнению с электромеханические реле из-за нескольких отличительных черт.

Основные характеристики и преимущества SSR

Основные особенности и преимущества твердотельных реле или SSR находятся:

• SSR можно легко построить, используя минимальное количество обычных электронных деталей.
• Они работают без какого-либо щелчка из-за отсутствия механических контактов.
• Твердотельное состояние также означает, что твердотельные реле могут переключаться с гораздо большей скоростью, чем традиционные электромеханические типы.
• SSR не зависят от внешнего источника питания для включения, а извлекают питание из самой нагрузки.
• Они работают с незначительным током и поэтому не разряжают батарею в системах с батарейным питанием. Это также гарантирует незначительный ток холостого хода для устройства.

Базовая рабочая концепция SSR с использованием полевых МОП-транзисторов

В одном из своих предыдущих постов я объяснил, как MOSFET двунаправленный переключатель может использоваться для работы с любой желаемой электрической нагрузкой, как и стандартный механический переключатель , но с исключительными преимуществами.

Та же самая концепция двунаправленного переключателя MOSFET может быть применена для создания идеального устройства SSR.

---

Для SSR на основе симистора см. к этому посту

---

Базовая конструкция SSR

В показанной выше базовой конструкции SSR мы видим пару МОП-транзисторов T1 и T2 соответствующего номинала, подключенных друг к другу, а их выводы истока и затвора соединены вместе друг с другом.

D1 и D2 — это внутренние диоды соответствующих полевых МОП-транзисторов, которые при необходимости могут быть усилены внешними параллельными диодами.

Входной источник постоянного тока также можно увидеть подключенным к общим клеммам затвор / исток двух полевых МОП-транзисторов. Этот источник питания используется для включения полевых МОП-транзисторов или для разрешения постоянного включения полевых МОП-транзисторов во время работы блока SSR.

Источник переменного тока, который может быть до уровня сети, и нагрузка подключаются последовательно через два стока полевых МОП-транзисторов.

Как это устроено

Работу предлагаемого реле состояния можно понять, обратившись к следующей схеме и соответствующим деталям:

При описанной выше настройке, из-за подключенного питания входного затвора, T1 и T2 оба находятся во включенном положении. Когда вход переменного тока на стороне нагрузки включен, на левой диаграмме показано, как положительный полупериод проходит через соответствующую пару MOSFET / диод (T1, D2), а на правой диаграмме показано, как отрицательный цикл переменного тока проходит через другой дополнительный MOSFET / диодная пара (Т2, Д1).

На левой диаграмме мы видим, что один из полупериодов переменного тока проходит через T1 и D2 (T2 имеет обратное смещение) и, наконец, завершает цикл через нагрузку.

На правой диаграмме показано, как другой полупериод завершает цепь в противоположном направлении, проводя через нагрузку, T2, D1 (в этом случае T1 имеет обратное смещение).

Таким образом, два полевых МОП-транзистора T1, T2 вместе с соответствующими внутренними диодами D1, D2 позволяют проводить оба полупериода переменного тока, идеально питая нагрузку переменного тока и эффективно выполняя роль SSR.

Создание практической схемы SSR

Итак, мы изучили теоретическую конструкцию SSR, теперь давайте продвинемся вперед и посмотрим, как можно построить практический модуль твердотельного реле для переключения желаемой нагрузки переменного тока большой мощности без какого-либо внешнего входа постоянного тока.

Вышеупомянутая схема SSR сконфигурирована точно так же, как обсуждалось в предыдущем базовом проекте. Однако здесь мы находим два дополнительных диода D1 и D2, а также корпусные диоды MOSFET D3, D4.

Диоды D1, D2 используются для определенной цели, так что они образуют мостовой выпрямитель вместе с корпусными диодами D3, D4 MOSFET.

Крошечный выключатель ON OFF может использоваться для включения / выключения SSR. Этим переключателем может быть геркон или любой слаботочный переключатель.

Для переключения на высокой скорости вы можете заменить переключатель на оптрон как показано ниже.

По сути, теперь схема удовлетворяет трем требованиям.

1. Он питает нагрузку переменного тока через конфигурацию MOSFET / Diode SSR.
2. Мостовой выпрямитель, образованный D1-D4, одновременно преобразует входной переменный ток нагрузки в выпрямленный и фильтрованный постоянный ток, и этот постоянный ток используется для смещения затворов полевых МОП-транзисторов. Это позволяет МОП-транзисторам надлежащим образом включаться через саму нагрузку переменного тока, независимо от какого-либо внешнего постоянного тока.
3. Выпрямленный постоянный ток дополнительно завершается как дополнительный выход постоянного тока, который может использоваться для питания любой подходящей внешней нагрузки.

Проблема цепи

Более пристальный взгляд на приведенный выше дизайн предполагает, что этот дизайн SSR может иметь проблемы с эффективной реализацией намеченной функции. Это связано с тем, что в тот момент, когда коммутирующий постоянный ток достигает затвора полевого МОП-транзистора, он начинает включаться, вызывая обход тока через сток / исток, уменьшая напряжение затвора / истока.

Рассмотрим MOSFET T1. Как только выпрямленный постоянный ток начинает достигать затвора T1, он начинает включаться примерно с 4 В и далее, вызывая эффект обхода источника питания через его выводы стока / истока. В этот момент постоянный ток будет изо всех сил пытаться подняться на стабилитроне и начнет падать до нуля.

Это, в свою очередь, приведет к выключению полевого МОП-транзистора, и между стоком / истоком полевого МОП-транзистора и затвором / истоком полевого МОП-транзистора будет происходить непрерывная борьба или перетягивание каната, препятствуя правильной работе SSR.

Решение

Решение вышеупомянутой проблемы может быть достигнуто с использованием следующего примера концепции схемы.

Цель здесь состоит в том, чтобы убедиться, что полевые МОП-транзисторы не проводят ток до тех пор, пока на стабилитроне или на затворе / истоке полевых МОП-транзисторов не будет достигнуто оптимальное напряжение 15 В.

Операционный усилитель гарантирует, что его выход срабатывает только после того, как линия постоянного тока пересекает опорный порог стабилитрона 15 В, что позволяет затворам MOSFET получать оптимальные 15 В постоянного тока для проводимости.

Красная линия, связанная с выводом 3 микросхемы IC 741, может быть переключена через оптопару для требуемого переключения от внешнего источника.

Как это устроено : Как мы видим, инвертирующий вход операционного усилителя связан с стабилитроном 15 В, который формирует опорный уровень для вывода 2 операционного усилителя. Контакт 3, который является неинвертирующим входом операционного усилителя, подключен к положительной линии. Эта конфигурация гарантирует, что выходной контакт 6 операционного усилителя выдает напряжение 15 В только после того, как его напряжение на контакте 3 достигает отметки 15 В. Действие гарантирует, что полевые МОП-транзисторы проводят только через допустимое оптимальное напряжение затвора 15 В, обеспечивая правильную работу SSR.

Изолированное переключение

Основная особенность любого SSR — дать пользователю возможность изолированного переключения устройства через внешний сигнал.

Вышеупомянутая конструкция на основе операционного усилителя может быть упрощена с помощью этой функции, как показано в следующей концепции:

Как диоды работают как мостовой выпрямитель

Во время положительных полупериодов ток проходит через D1, 100k, стабилитрон, D3 и возвращается к источнику переменного тока.

Во время другого полупериода ток проходит через D2, 100k, стабилитрон, D4 и обратно к источнику переменного тока.

Ссылка: ССР

Предыдущая: Гаджеты для защиты женщин от нападений и преследований Далее: от 1 Гц до 1 МГц Частоты опорного генератора цепь

Что такое реле и как оно устроено

© mysku. me. Источник:

22 Окт 2020, 22:14

Реле – это переключатель. Переключатели обычно используются для замыкания или размыкания цепи. Реле соединяет или отключает две цепи. Вместо ручного управления применяется электрический сигнал, который, в свою очередь, подключает или отключает другую цепь.

Реле продаются тут https://rusinterprom.com и могут быть разных типов: электромеханические, твердотельные. Часто используются электромеханические реле.

Электромеханическое реле состоит из

1.  Электромагнита.
2.  Механически подвижных контактов.
3.  Точки переключения.

Электромагнит состоит из намотки медной катушки на металлический сердечник. Два конца катушки подключены к двум контактам реле, как показано. Эти два используются в качестве контактов питания постоянного тока.

Как правило, присутствуют еще два контакта, называемые точками переключения для подключения высокоамперной нагрузки. Другой контакт, называемый общим, используется для подключения точек переключения. Эти контакты называются нормально разомкнутыми (NO), нормально замкнутыми (NC) и общими (COM) контактами.

Реле может работать как от переменного, так и от постоянного тока. В случае реле переменного тока для каждого текущего нулевого положения катушка реле размагничивается, и, следовательно, существует вероятность продолжения разрыва цепи. Таким образом, реле переменного тока сконструированы со специальным механизмом, обеспечивающим постоянный магнетизм, чтобы избежать вышеуказанной проблемы. Такие механизмы включают устройство электронной схемы или механизм с затемненной катушкой.

Существуют также такие реле, у которых контакты изначально замкнуты и разомкнуты при наличии питания, т.е. точно противоположно показанному выше реле.

Твердотельные реле будут иметь чувствительный элемент для измерения входного напряжения и переключения выхода с помощью оптосвязи.

Реле могут переключать одну или несколько цепей. Каждый переключатель в реле называется полюсом. Количество цепей, подключаемых реле, указывается бросками.

Советы по установке твердотельного реле

НАПРАВЛЯЮЩИЕ И ТЕРМИНАЛЫ

Для правильной работы твердотельного реле (SSR) необходим надлежащий радиатор, в том числе с учетом температуры и расхода воздуха. Необходимо, чтобы пользователь предоставил эффективные средства отвода тепла от корпуса SSR. Невозможно переоценить важность использования надлежащего радиатора, поскольку он напрямую влияет на максимальный полезный ток нагрузки и / или максимально допустимую температуру окружающей среды. Отсутствие внимания к этой детали может привести к неправильному переключению (зависанию) или даже полному разрушению SSR.До 90% проблем с SSR напрямую связаны с нагревом.

Все твердотельные реле выделяют тепло в результате прямого падения напряжения на переходе выходного устройства. За пределами определенной точки нагрев вызовет снижение (или снижение номинальных характеристик) тока нагрузки, с которым может справиться SSR. «Радиаторы» используются для отвода тепла от реле, что позволяет работать с более высокими токами.

При нагрузках менее 4 ампер обычно достаточно охлаждения за счет свободной конвекции или принудительных потоков воздуха вокруг устройства.Нагрузки более 4 ампер потребуют радиаторов.

Мы рекомендуем устанавливать наши блоки на радиаторы, указанные на веб-странице радиаторов и принадлежностей. Однако, когда это невозможно, и блоки должны быть установлены на каком-либо другом объекте радиатора, следует учитывать теплопроводность материала. Наши радиаторы по теплоотдаче примерно эквивалентны алюминиевому листу толщиной 1/8 ″ при указанных размерах:

S505-HEATSK-2.1 12 ″ X 12 ″

S505-HEATSK-1.5 15 ″ X 15 ″

S505-HEATSK-1.0 18 ″ X 18 ″

(при условии надлежащей вентиляции и температуры окружающей среды).

Для сравнения, для достижения того же эффекта потребуется в два раза больше стали и в четыре раза больше нержавеющей стали.

Агрегаты не должны устанавливаться в замкнутом пространстве без надлежащего воздушного потока. Блоки также никогда не следует устанавливать на пластиковую основу или на окрашенные поверхности.

Радиатор следует располагать ребрами в вертикальном положении, чтобы обеспечить беспрепятственный поток воздуха.Вертикальный монтаж способствует рассеиванию тепла, так как тепло может беспрепятственно подниматься от радиатора.

Любое твердотельное реле для монтажа на панели должно быть установлено на чистую, неокрашенную (неокрашенную) поверхность, не подверженную окислению.

Силиконовую (термическую) смазку следует нанести на металлическую основу реле перед установкой на металлическую поверхность. На теплопередачу влияет толщина термоэлемента, равномерность нанесения и то, насколько надежно реле прикреплено к радиатору.Мы предлагаем равномерно нанести слой Dow Corning 340 или его эквивалента толщиной 0,002 дюйма и затянуть оба крепежных винта SSR с крутящим моментом 10 дюйм-фунт. Обратите внимание, что более толстый слой термопаста фактически снижает теплопередачу.

Необходимо соблюдать осторожность при установке нескольких SSR в ограниченном пространстве. По возможности твердотельные реле следует устанавливать на отдельных радиаторах. Твердотельные реле, устанавливаемые на панели, никогда не должны эксплуатироваться без надлежащего теплоотвода или на открытом воздухе, поскольку они ТЕРМИЧЕСКИ САМОРАЗРУГАЮТСЯ ПОД НАГРУЗКОЙ.

Простое практическое правило для контроля температуры — вставить термопару под крепежный винт. Если базовая температура не превышает 45 градусов по Цельсию при нормальных условиях эксплуатации, SSR работает в оптимальной тепловой среде. Если эта температура превышена, необходимо либо улучшить способность реле управлять током за счет использования радиатора, либо обеспечить больший поток воздуха через устройство за счет использования вентилятора. В некоторых случаях может потребоваться выбор SSR с более высоким выходным током и соответствующее термическое снижение характеристик устройства.

Помните, что радиатор отводит тепло от твердотельного реле и передает это тепло воздуху в электрическом шкафу. В свою очередь, этот воздух должен циркулировать и передавать свое тепло окружающей среде. Обеспечение вентиляции и / или принудительной вентиляции — хороший способ добиться этого. Радиаторы всегда должны располагаться как минимум на один дюйм ниже, чтобы воздух мог попасть в оребренную зону радиатора. Над радиаторами всегда должно быть свободное пространство, чтобы теплый воздух мог выходить из зоны радиатора.Если над радиатором используются горизонтальные пластиковые лотки для проводов, то свободное пространство должно быть больше, чем глубина пластикового лотка. Например, если вы используете лотки для проводов глубиной 4 дюйма, оставьте более 4 дюймов свободного пространства над реле.

Все твердотельные реле могут работать на полной номинальной мощности (с надлежащим радиатором), однако настоятельно рекомендуется использовать их при мощности не более 80%, чтобы обеспечить запас безопасности в случае более высокого, чем ожидалось, напряжения. Температура, грязь на радиаторе и т. Д.

** Специальное примечание для однофазных реле, устанавливаемых на DIN-рейку **:

Эти устройства снабжены встроенным радиатором и должны устанавливаться таким образом, чтобы обеспечить зазор 1 ″ (25 мм) между устройствами для лучшего воздушного потока. (правило 80% власти все еще применяется). Их можно установить друг напротив друга, если номинальные параметры конечных устройств в ряду уменьшены на дополнительные 10%, а номинальные характеристики средних модулей уменьшены на 10% больше, чем у конечных. Однако при использовании реле на DIN-рейке новой конструкции RV рекомендуемое пространство между блоками уменьшается до 0.18 дюймов, благодаря усовершенствованной тепловой конструкции. Таким образом, вы можете установить группу реле RV с интервалом 0,18 дюйма, и они будут соответствовать своим спецификациям без дальнейшего снижения номинальных характеристик.

МЕРЫ ЗАЩИТЫ / ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ШУМ

SSR обычно не выходят из строя из-за электрических шумов, если только они не срабатывают в какой-то момент линейного цикла, когда может произойти чрезмерно сильный выброс тока. Обычно неисправность из-за шума носит временный характер, например, включение, когда SSR должен быть выключен, и наоборот.

По самой своей природе шум трудно определить, поскольку он возникает из-за случайности дребезга контактов, искрения электродвигателя и т. Д. Шум, более точно определяемый как электромагнитные помехи (EMI), влияет на SSR, подавая сигналы в чувствительные части. схемы, такой как SCR.

Встроенная демпферная RC-цепь на выходе эффективно снижает чувствительность к шуму, особенно на низких частотах. Это стандартно для реле переменного тока CII.

MOVs

Металлооксидный варистор был разработан примерно в то же время, что и SSR, и впоследствии стал надежным спутником SSR, обеспечивая столь необходимую защиту в некоторых из наиболее агрессивных сред.

MOV может использоваться следующим образом: через входящую линию для подавления внешних переходных процессов до того, как они попадут в систему; поперек нагрузки для подавления переходных процессов, генерируемых нагрузкой; или, чаще, через SSR, чтобы защитить его от всех переходных источников. В последнем случае MOV можно удобно установить на те же выходные клеммы SSR, что и проводка нагрузки.

MOV может эффективно использоваться для таких нагрузок, как трансформаторы и импульсные источники питания, где всплески, слишком быстрые для поглощения самим трансформатором, могут подаваться обратно в первичную обмотку (нагрузка SSR).Используемый в его рейтингах, MOV, скорее всего, переживет связанное с ним оборудование и обеспечит недорогую защитную страховку для SSR.

NEXSYS® — компонент твердотельного реле

1. Главная страница
2. Продукты
3. Технология компонентов NEXSYS®
4. Твердотельное реле

Технология компонентов NEXSYS® — электронное переключение

Твердотельное реле — 4-контактное электронный переключающий компонент, который функционирует как нормально разомкнутое или нормально замкнутое реле без проблем с внешней компоновкой, с которыми сталкивается автономное реле.Твердотельное реле может быть интегрировано в корпус переключателя VIVISUN® High Capacity или Compact или может быть включено в автономный модуль NEXSYS® для использования за панелью.

• Настраивается внутри блоков переключателей VIVISUN® High Capacity или Compact и модулей NEXSYS®.
• Доступны нормально открытые и нормально закрытые версии
• Источник переменного или постоянного тока до 0,75 А, нормально открытый и 0,25 А, нормально закрытый
• Используйте входное напряжение логического уровня для переключения питания самолета 28 В постоянного тока
• Гальваническая развязка, корректирующая пути утечки
• Сигнал изменение полярности (от высокого к низкому или от низкого к высокому)
• Доступны 3 варианта входа напряжения: от 18 до 32 В постоянного тока, от 8 до 18 В постоянного тока и от 4 до 6 В постоянного тока
• Переключение выхода до 32 В постоянного тока или 28 В переменного тока, действующее значение

Как это работает

Каждое из реле может обеспечивать переключение выходов до 32 В постоянного тока или 28 В переменного тока (среднеквадратичное значение).Входные контакты и контакты переключателя оптически изолированы, без электрического соединения, которое могло бы вызвать незаметный путь.

Характеристики компонентов

Твердотельное реле (SSR) — это компонент NEXSYS, предназначенный для замены типичного реле, и его можно интегрировать в корпус переключателя VIVISUN или модуль NEXSYS, чтобы минимизировать сложность конструкции и трудозатраты на установку. SSR доступен в 6 конфигурациях:

• SSR1H: Нормально разомкнутое реле, которое замыкается, когда на вход подается напряжение от 18 до 32 В постоянного тока.
• SSR1M: Нормально разомкнутое реле, которое замыкается, когда на вход подается напряжение от 8 до 18 В постоянного тока.
• SSR1L: Нормально разомкнутое реле, которое замыкается, когда на вход подается напряжение от 4 до 6 В постоянного тока.

• SSR2H: Нормально замкнутое реле, которое размыкается, когда на вход подается напряжение от 18 до 32 В постоянного тока.
• SSR2M: Нормально замкнутое реле, которое размыкается, когда на вход подается напряжение от 8 до 18 В постоянного тока.
• SSR2L: Нормально замкнутое реле, которое размыкается, когда на вход подается напряжение от 4 до 6 В постоянного тока.

Твердотельное реле — примеры применения

Чтобы помочь разработчикам систем понять потенциал технологии компонентов NEXSYS, мы собрали коллекцию замечаний по применению. По ссылкам ниже показаны примеры приложений, использующих компонент твердотельного реле.

Основы твердотельного реле: работа, особенности и структура

Твердотельное реле (SSR) — это бесконтактный переключатель, состоящий из микроэлектронных схем, дискретных электронных устройств и силовых электронных силовых устройств.Изолирующее устройство используется для обеспечения изоляции между контрольным концом и концом нагрузки. Входная клемма твердотельного реле использует крошечный управляющий сигнал для непосредственного управления большой токовой нагрузкой.

Каталог

Ⅰ Введение

Твердотельное реле — это новый тип бесконтактного переключающего устройства, состоящего из твердотельных электронных компонентов. Он использует коммутационные характеристики электронных компонентов (таких как переключающие транзисторы, симисторы и другие полупроводниковые устройства), которые могут достигать цели замыкания и размыкания цепи без контакта и искры, поэтому его также называют «бесконтактным переключателем».Твердотельное реле — это активное устройство с четырьмя выводами, два из которых являются выводами управления входом, а два других вывода — выводами, управляемыми по выходу. Он имеет как усилительные, так и управляющие функции, а также функции изоляции, которые очень подходят для управления мощными переключающими приводами. По сравнению с электромагнитными реле, оно имеет более высокую надежность, отсутствие контакта, длительный срок службы, высокую скорость и меньше помех для внешнего мира. Он получил широкое распространение.

Ⅱ Принцип работы

SSR можно разделить на тип переменного и постоянного тока в зависимости от случая использования.Они используются в качестве переключателей нагрузки в источниках питания переменного или постоянного тока и не могут быть смешаны. Ниже приводится пример SSR с переменным током, чтобы проиллюстрировать его принцип работы. На рисунке 1 представлена ​​блок-схема принципа его работы. Компоненты ① ～ ④ на Рисунке 1 составляют основной корпус SSR переменного тока. В целом ТТР имеет только две входные клеммы (A и B) и две выходные клеммы (C и D), это четырехконтактное устройство.

Рисунок 1. Блок-схема принципа работы SSR

При работе, пока определенный управляющий сигнал добавлен к A и B, «включено» и «выключено» между двумя концами C и D можно контролировать, и можно реализовать функцию «переключателя».Функция схемы связи заключается в обеспечении канала между входными / выходными клеммами для входного управляющего сигнала от клемм A и B, но электрически разъединяет (электрическое) соединение между входной клеммой и выходной клеммой в SSR для предотвращения выходной терминал от воздействия на входной терминал. Компонент, используемый в схеме связи, представляет собой «оптический ответвитель», который является чувствительным, имеет высокую скорость отклика и имеет высокий уровень изоляции (выдерживаемого напряжения) между входными и выходными клеммами. Поскольку нагрузка на входной клемме представляет собой светоизлучающий диод, это позволяет легко согласовывать входную клемму SSR с уровнем входного сигнала и может напрямую подключаться к выходному интерфейсу компьютера во время использования, который контролируется логическим уровнем. из «1» и «0».

Функция схемы триггера заключается в генерировании триггерного сигнала, который отвечает требованиям для работы схемы переключателя ④, но поскольку в схеме переключателя нет специальной схемы управления, она будет генерировать радиочастотные помехи и загрязнять мощность сетка с высокими гармониками или всплесками.Поэтому была разработана «Схема управления переходом через ноль». Так называемое «пересечение нуля» означает, что когда добавляется управляющий сигнал и напряжение переменного тока пересекает ноль, SSR находится во включенном состоянии; и когда управляющий сигнал отключен, SSR ожидает пересечения положительного полупериода и отрицательного полупериода переменного тока, SSR находится в выключенном состоянии. Такая конструкция может предотвратить гармонические помехи высокого порядка и загрязнение электросети. Схема поглощения предназначена для предотвращения ударов и помех (или даже неисправности) симистора переключающего устройства из-за всплесков и скачков (напряжения) от источника питания.Обычно используется цепь последовательного поглощения «RC» или нелинейное сопротивление (варистор).

Ⅲ Характеристики

Твердотельное реле — это бесконтактный электронный переключатель с функцией изоляции. В процессе переключения отсутствуют механические контактные детали. Следовательно, в дополнение к тем же функциям, что и электромагнитные реле, твердотельные реле также обладают совместимостью логических цепей, устойчивостью к вибрации и механическим ударам, неограниченным количеством монтажных положений, хорошей влажностью, плесенью и коррозионной стойкостью, а также отличными характеристиками в области взрывозащиты и предотвращения озоновое загрязнение.Он обладает такими характеристиками, как низкая входная мощность, высокая чувствительность, низкая мощность управления, хорошая электромагнитная совместимость, низкий уровень шума и высокая рабочая частота.

(1) Внутри SSR нет механических частей, и в конструкции используется полностью герметичный метод перфузии. Таким образом, SSR обладает такими преимуществами, как виброустойчивость, коррозионная стойкость, долгий срок службы и высокая надежность, а срок его службы составляет до 10,1 миллиона раз;

(2) Низкий уровень шума: SSR переменного тока использует технологию триггера по пересечению нуля, поэтому скорость нарастания напряжения dv / dt и скорость нарастания тока di / dt фактически снижаются на линии, так что SSR имеет минимальные помехи для сети при длительной эксплуатации;

(3) Время переключения короткое, около 10 мс, что может использоваться в более высокочастотных случаях;

(4) Между входной и выходной цепями используется фотоэлектрическая изоляция, а напряжение изоляции превышает 2500 В;

(5) Потребляемая мощность очень низкая, совместима со схемами TTL и COMS;

(6) На выходе есть схема защиты;

(7) Высокая грузоподъемность.

1 Advantage

(1) Длительный срок службы и высокая надежность: твердотельное реле не имеет механических частей, а контактная функция выполняется твердотельными устройствами. Поскольку в нем нет движущихся частей, он может работать в условиях сильных ударов и вибрации. Из-за компонентов, которые составляют твердотельное реле, присущие твердотельные реле характеристики определяют долгий срок службы и высокую надежность твердотельных реле.

Рисунок 2.твердотельное реле

(2) Высокая чувствительность, низкая мощность управления и хорошая электромагнитная совместимость: твердотельное реле имеет широкий диапазон входного напряжения и низкую мощность привода и совместимо с большинством логических интегральных схем без необходимости в буферах или драйверы.

(3) Быстрое переключение: поскольку в твердотельных реле используются твердотельные устройства, скорость переключения может варьироваться от нескольких миллисекунд до нескольких микросекунд.

(4) Небольшие электромагнитные помехи: твердотельное реле не имеет входной «катушки», нет зажигания и отскока дуги, что снижает электромагнитные помехи.Большинство выходных твердотельных реле переменного тока представляют собой переключатель нулевого напряжения, который включается при нулевом напряжении и выключается при нулевом токе, уменьшая внезапное прерывание формы волны тока, тем самым уменьшая переходный эффект переключения.

2 Недостаток

(1) Падение напряжения на лампе после включения велико, прямое падение напряжения на тиристоре или симисторе может достигать 1 ~ 2 В, а падение напряжения насыщения в высокомощном транзистор также находится между 1 ~ 2 В, и общее сопротивление трубки с силовым полевым эффектом также больше, чем контактное сопротивление механических контактов.

(2) Полупроводниковый прибор может все еще иметь ток утечки от нескольких микроампер до нескольких миллиампер после выключения, поэтому идеальная электрическая изоляция не может быть достигнута.

(3) Из-за большого падения давления в трубке потребление энергии и тепловыделение после проводимости также велико, объем твердотельного реле высокой мощности намного больше, чем у электромагнитного реле той же мощности. , и стоимость тоже выше.

(4) Температурные характеристики электронных компонентов и электронных схем имеют плохую помехоустойчивость, а также низкую радиационную стойкость.Без принятия эффективных мер надежность работы невысока.

Рис. 3. Полупроводниковое реле 2

(5) Полупроводниковые реле более чувствительны к перегрузке и должны быть защищены от перегрузки быстродействующим предохранителем или демпфирующей цепью RC. Нагрузка твердотельного реле, очевидно, связана с температурой окружающей среды. При повышении температуры грузоподъемность быстро падает.

(6) Основными недостатками являются падение напряжения в открытом состоянии (требуются соответствующие меры по рассеиванию тепла), ток утечки в закрытом состоянии, переменный и постоянный ток не могут использоваться повсеместно, количество контактных групп невелико.

Ⅳ Структура

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

1 Входная цепь

В соответствии с различными типами входного напряжения входную цепь можно разделить на три типа: входная цепь постоянного тока, входная цепь переменного тока и входная цепь переменного / постоянного тока. Некоторые входные схемы управления также совместимы с TTL / CMOS, положительной и отрицательной логикой управления и функциями инверсии и могут быть легко подключены к логическим схемам TTL и MOS.

Для управляющего сигнала с фиксированным управляющим напряжением используется резистивная входная цепь. Управляющий ток гарантированно превышает 5 мА. Для управляющего сигнала с большим диапазоном изменения (например, 3 ~ 32 В) используется цепь постоянного тока, чтобы гарантировать надежную работу с током более 5 мА во всем диапазоне изменения напряжения.

2 Изолирующая муфта

Входные и выходные цепи твердотельных реле могут быть изолированы и связаны двумя способами: фотоэлектрическая связь и трансформаторная связь: в фотоэлектрической связи обычно используется фотодиод-фототранзистор, фотодиод-двунаправленный тиристор, управляемый светом, фотоэлектрический элемент и реализовать контроль изоляции стороны управления и стороны нагрузки; высокочастотная трансформаторная связь использует самовозбуждающийся высокочастотный сигнал, генерируемый входным управляющим сигналом, который направляется во вторичную обмотку, обнаруживается и выпрямляется и обрабатывается логической схемой для формирования сигнала возбуждения.

3 Выходная цепь

Переключатель питания SSR напрямую подключен к источнику питания и стороне нагрузки, чтобы реализовать двухпозиционный переключатель источника питания нагрузки. В основном используются мощные транзисторы, односторонний тиристор (тиристор или SCR), двунаправленный тиристор (Triac), силовой полевой транзистор (MOSFET), биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT). Выходная цепь твердотельного реле также может быть разделена на выходную цепь постоянного тока, выходную цепь переменного тока и выходную цепь переменного / постоянного тока.По типу нагрузки его можно разделить на твердотельное реле постоянного тока и твердотельное реле переменного тока. Биполярные устройства или силовые полевые транзисторы могут использоваться для выхода постоянного тока, а два тиристора или один двунаправленный тиристор обычно используются для выхода переменного тока. Твердотельное реле переменного тока можно разделить на однофазное твердотельное реле переменного тока и трехфазное твердотельное реле переменного тока. Твердотельные реле переменного тока можно разделить на произвольные твердотельные реле переменного тока и твердотельные реле переменного тока с переходом через ноль в зависимости от времени включения и выключения.

Grove — твердотельное реле V2

Вместо катушек в корпусных твердотельных реле (SSR) используются силовые полупроводниковые устройства, такие как тиристоры и транзисторы, которые обеспечивают гораздо более высокую скорость переключения, чем механические реле. Grove — Solid State Relay V2 основан на высококачественном модуле G3MC202P , который позволяет использовать 5 В постоянного тока для управления MAX. 240 В переменного тока. С помощью интерфейса Grove становится очень удобно использовать SSR с вашим arduino.

В соответствии с различными сценариями применения мы подготовили для вас серию твердотельных реле.

Grove — Твердотельное реле V2

Grove — 2-канальное твердотельное реле

Grove — 4-канальное твердотельное реле

Grove — 8-канальное твердотельное реле

1 * Будьте осторожны при работе с высоковольтной нагрузкой переменного тока, не работайте при включенном питании.

2 * Это реле работает только с нагрузкой переменного тока, если вы используете нагрузку постоянного тока, после включения реле всегда будет оставаться включенным.
3 * Из-за тока утечки мы не рекомендуем использовать это реле с электроприборами малой мощности.

Характеристики

1-Твердотельные реле имеют гораздо более высокие скорости переключения по сравнению с электромеханическими реле и не имеют физических контактов, которые могут изнашиваться.

2-Совершенно бесшумная работа.

3-Отсутствие физических контактов означает отсутствие искры, позволяет использовать его во взрывоопасных средах, где очень важно, чтобы во время переключения не возникало искры.

4-Увеличенный срок службы, даже если он активирован много раз, поскольку нет движущихся частей, которые могут изнашиваться, и нет контактов, которые могли бы вызвать образование ямок или накопления нагара.

5-Компактный, тонкопрофильный SSR моноблочной конструкции с цельной выводной рамкой, включает в себя печатную плату, клеммы и радиатор, который намного меньше механических реле и может объединять больше каналов.

1-В закрытом состоянии повышенное сопротивление (выделение тепла) и повышенный электрический шум.

2-В разомкнутом состоянии меньшее сопротивление и обратный ток утечки.

3-Работает только для AC laod.

Типичные приложения

• Операции, требующие переключения с малой задержкой, например сценическое управление светом.

• Устройства, требующие высокой стабильности, например медицинские приборы, светофоры.

• Ситуации, требующие взрывозащиты, антикоррозийной защиты, защиты от влаги, например угольная, химическая промышленность.

Контактная карта

ТИХОЙ ПРИВОД SSR | Evenheat Kiln

Твердотельное реле (SSR)

Система твердотельных реле Evenheat Quiet Drive устраняет механические реле, традиционно используемые в печах, и заменяет их твердотельными реле.

Традиционные механические реле в какой-то момент изнашиваются и выходят из строя. Они должны и будут всегда. Не так с твердотельным телом. Твердотельный означает, что в нем нет движущихся частей, нет ничего изнашиваемого и нечего заменять.

Solid State также означает превосходную работу нагревательного элемента, что приводит к более жесткому контролю температуры, более длительному сроку службы элемента и улучшенным характеристикам.

Твердотельная система реле Quiet Drive

Evenheat доступна в качестве опции для всех моделей Evenheat, кроме Studio Pro STP.

Прежде всего ……. что вообще за реле?

Реле — это в основном переключатель. В случае печи это переключатель, который включает и выключает нагревательные элементы для регулирования температуры в камере.

Традиционно в печах для контроля температуры использовались механические реле. Механические реле в своей основной форме содержат набор металлических контактов, которые физически размыкаются и замыкаются, а также магнитную катушку, которая обеспечивает это.Эти части движутся и образуют электрическую дугу во время работы реле.

Твердотельные реле (SSR)

в своей основной форме содержат полупроводник, который представляет собой твердый блок материала. В твердотельном реле нет движущихся частей или электрической дуги.

Хотя каждый стиль реле, по сути, выполняет одно и то же; твердотельный корпус имеет большие преимущества по сравнению с механической конструкцией.

Преимущество твердотельного реле 1 — долгий срок службы

Механические реле движутся физически и создают электрическую дугу во время срабатывания.Если вы знакомы с традиционной печью или печью, то звук щелчка, который вы слышите, означает срабатывание механического реле (а).

Нередко механическое реле включается и выключается тысячу раз во время стрельбы. Это постоянное включение / выключение вызывает износ, особенно при возникновении электрической дуги на контактах переключателя. В какой-то момент механическое реле просто изнашивается и выходит из строя.

SSR не имеют движущихся частей и работают бесшумно, отсюда и наш термин «тихий привод».Для твердотельного реле не существует механического износа или искрения.

Evenheat полностью ожидает, что наши SSR прослужат всю жизнь печи или печи.

Преимущество твердотельного реле 2 — жесткий контроль температуры

Существует предел частоты срабатывания механического реле. Для производителя печи это баланс между хорошим управлением и сроком службы реле, но обычно ограничивается не более чем одним циклом каждые 10 секунд, а обычно 14 секунд.Хотя это время позволяет обеспечить хороший контроль, очень жесткий контроль температуры может быть достигнут только в том случае, если мы резко сократим это время.

Твердотельное реле срабатывает 120 раз в секунду по мере необходимости. Это контрольное разрешение, если его можно так назвать, измеряется в миллисекундах, а не в нескольких секундах, и дает прекрасную возможность для управления принимать очень быстрые решения по нагреву, что приводит к очень жесткому контролю температуры.

Все наши элементы управления, за исключением Set-Pro, предназначены для использования преимуществ быстрой работы SSR.

Преимущество твердотельного реле 3 — увеличенный срок службы нагревательного элемента

Нагревательные элементы питаются от сети переменного тока. Переменный ток переменный, поэтому напряжение становится равным 0 В 120 раз в секунду (Северная Америка). Нагревательные элементы любят включать и выключать при 0 В, и они демонстрируют эту любовь, работая дольше.

Так при чем здесь реле?

Механические реле никогда не понимают, какое напряжение в сети.Они включаются и выключаются без учета времени или обратной связи от сетевого напряжения. Это означает, что механическое реле не способствует продлению срока службы нагревательного элемента. Они бы сделали, если бы могли, но они не могут, поэтому они этого не делают.

С другой стороны, твердотельные реле

могут быть выбраны для включения и выключения только при напряжении сети 0 В. Это называется «переход через ноль». Выбранные нами твердотельные реле сконструированы таким образом. Благодаря этой функции Zero Crossing срок службы нагревательного элемента увеличивается.

Лучше по дизайну — номинал 30 А

Мы выбрали твердотельные реле, рассчитанные на 30 ампер, но ограничили фактический ток, который мы пропускаем через них, до 15 ампер. Мы в основном используем наши SSR на половину их полной мощности. Почему? Запас!

Наша цель — предоставить твердотельную систему, которая хорошо работает и продолжит работать в будущем.Наши 30-амперные SSR очень здорово работают при нагрузке 15 ампер; значительно ниже кривой снижения номинальных характеристик для правильной работы. Мы действительно ожидаем, что наши SSR прослужат весь срок службы устройства.

Лучше по дизайну — радиаторы SSR, установленные снаружи

Твердотельные реле при работе нагреваются, и для надлежащего охлаждения требуется поток воздуха. Мы устанавливаем наши SSR-радиаторы снаружи, чтобы обеспечить беспрепятственный поток воздуха и предотвратить накопление тепла.Мы не размещаем радиаторы внутри корпуса управления, что ограничило бы их охлаждение и привело бы к отказу SSR. Установка радиаторов SSR внутри также приводит к излишнему нагреву других компонентов управления печью, что сокращает их срок службы.

Мы устанавливаем наши SSR-радиаторы на стойки, которые обеспечивают воздушный зазор между корпусом управления и SSR. Этот зазор обеспечивает дополнительный воздушный поток, а также сильно ограничивает теплопередачу между шкафом управления и твердотельным реле.

Мы считаем, что создали оптимальную рабочую среду для SSR, и 5 лет отсутствия отказов подтверждают это. Лучше по дизайну во всем, что мы делаем.

Что такое твердотельное реле (SSR)? Как работают твердотельные реле?

Твердотельное реле (SSR) — это разновидность реле, которое работает с использованием электрических и оптических свойств процесса переключения и изоляции между входом и выходом движущейся механической части механической части полупроводников.В промышленных условиях твердотельное реле или сокращенно также называется SSR. Как и в обычных реле, большие токи можно переключать с помощью очень малых токов с помощью SSR. Внешнее (переменное или постоянное) напряжение подается на клеммы управления, имеет структуру, которая передает или отсекает энергию.

Как работают твердотельные реле?

Твердотельное реле не имеет подвижных контактов. Физически не имеет механических контактов, работающих с силой тяги. Он работает аналогично механическому реле, но в SSR используются полупроводниковые переключающие элементы, такие как тристор, симистор, диод и транзистор.Он также использует оптический полупроводник, называемый фотоэлементом (светодиод), для изоляции SSR, входных и выходных сигналов. Фотоэлемент преобразует электрические сигналы в оптические и передает сигналы из резонатора. Это полностью изолирует секции ввода и вывода при передаче сигналов на высокой скорости. (Гальваническая развязка)

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Что такое сверхпроводник? Определение, типы и использование

Каковы преимущества твердотельного реле?

Преимущества использования твердотельного реле и различия между электромеханическими реле управления:

• Нет движущихся механических частей. (Наибольшее отличие от обычного реле)
• Они обеспечивают высокоскоростное переключение с высокой частотой.
• Низкая мощность потребления.
• Они долговечны, потому что нет контактов, которые нужно физически истирать.
• Контактных ошибок не наблюдается.
• Они не создают шума при работе.
• Они могут переключать более высокие токовые нагрузки.
• Не образует искр при работе. Их можно использовать во взрывоопасных и сложных условиях.
• Не образуют электромагнитных паразитов.
• Размеры меньше.

Каковы недостатки твердотельного реле?

• Стоимость выше.
• Зависит от определенных характеристик тока / напряжения.
• Из-за внутреннего импеданса может наблюдаться фиксированное падение напряжения.
• Даже если реле находится в замкнутом режиме, возникает ток утечки.
• Вырабатывает отходящее тепло в открытом режиме.Эта ситуация пропорциональна падению напряжения. Для некоторых конфигураций твердотельных реле может потребоваться внешнее охлаждение.
• В отличие от электромагнитного реле, оно может срабатывать при кратковременном повышении напряжения на входе.
• В отличие от электромеханического реле, оно более чувствительно к колебаниям и резким скачкам тока на стороне выхода.

Какие бывают типы монтажа твердотельного реле?

В дополнение к тому факту, что на мировых рынках продается много различных типов твердотельных релейных переключателей, существует также широкий спектр монтажных решений для физической сборки их цепей или обслуживания как части более широкой электрической системы.

SSR с подключением к плате

Предназначен для монтажа непосредственно на печатной плате.
Обеспечивает быструю и легкую установку основных плат и других типов печатных плат с помощью нажимных штифтов или необходимости пайки непосредственно на поверхность печатной платы.

Панель в сборе SSR

Наиболее распространенные и гибкие типы ключей находятся между различными промышленными панелями и панелями, крышками или охлаждающими жидкостями и производятся для них.Навесные версии корпуса предлагают функциональность и комфорт. Основание SSR крепится винтами, которые позволяют фиксировать его напрямую через корпус или специальные кольца.

Где используется твердотельное реле? Твердотельные реле

широко используются в различных отраслях и отраслях промышленности, в том числе:

• Промышленное управление
• Управление двигателем
• Роботизированный
• Медицинское оборудование и изоляция пациентов / оборудования
• Приборы
• Мультиплексоры
• Сбор данных
• Системы ввода-вывода
• Счетчики (электричество, вода, газ)
• IC оборудование
• Бытовая техника

Ресурсы:

1. https: // www. electronics-tutorials.ws/power/solid-state-relay.html
2. https://www.linkedin.com/pulse/what-working-principle-solid-state-relays-jacob-chen/

Основы и принцип работы твердотельного реле

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

Характеристики полупроводникового реле

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

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

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

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

.