Un releu cu stare solidă este un releu cu componente cu stare solidă (cum ar fi dispozitivele semiconductoare) ca componente cheie. În comparație cu releele mecanice tradiționale, releele cu stare solidă au multe diferențe și avantaje. În cele ce urmează, se vor detalia definiția, principiul de funcționare, structura, avantajele și domeniile de aplicare ale releelor cu stare solidă.
1. Definiția unui releu semiconductor:
Releu cu stare solidă (abrevierea cuvântului pentru sr), întreaga compoziție a releului cu stare solidă este compusă din componente electronice în stare solidă, este un nou tip de dispozitiv de comutare fără atingere deasupra aparatelor electrice industriale. Care este comutatorul de contact, de fapt, este utilizarea componentelor electronice (cum ar fi trioda de comutare, controlul bidirecțional de siliciu și alte dispozitive semiconductoare) caracteristicile comutatorului, poate atinge scopul ca nicio scânteie să nu atingă și să oprească circuitul, deci este cunoscut și sub denumirea de „comutator de contact”. Un releu cu stare solidă este un dispozitiv activ cu patru terminale, în care două terminale sunt capete de control de intrare, iar celelalte două capete sunt capete de control de ieșire. Are atât efect de amplificare, cât și efect de izolare
2. Principiul de funcționare al releului cu stare solidă:
Releul cu stare solidă este un comutator fără atingere. Principiul său de funcționare se bazează pe caracteristicile conductoare ale dispozitivului semiconductor. Conține un circuit de control și o buclă de sarcină. Când semnalul de control este aplicat circuitului de control atunci când releul funcționează normal, modelul de control trece prin elementul semiconductor din circuitul de control, iar apoi curentul poate trece prin circuitul de sarcină pentru a realiza funcționarea comutatorului. De fapt, starea comutatorului poate fi controlată prin modificarea mărimii tensiunii de control de intrare.
3. Structura releului de stare solidă:
intrare:
În funcție de diferitele categorii de tensiune de intrare, circuitul de intrare poate fi împărțit în circuit de intrare DC, circuit de intrare AC și circuit de intrare AC / DC. Unele circuite de control de intrare au, de asemenea, cu TTL / CMOS, compatibil, control logic pozitiv și negativ și funcții inverse, pot fi conectate cu ușurință cu circuite logice TTL, MOS.
Pentru semnalul de control cu o tensiune de control fixă se adoptă circuitul de intrare rezistență. Curentul de control este garantat la mai mult de 5 mA. Pentru semnalul de control cu o gamă mare de variație (cum ar fi 3 ~ 32V), circuitul de curent constant este adoptat pentru a se asigura că curentul funcționează în mod fiabil la mai mult de 5 mA în întregul interval de variație a tensiunii.
Cuplaj de izolare
Izolarea și cuplarea circuitului de intrare și ieșire al releului cu stare solidă includ cuplarea fotoelectrică și cuplarea transformatorului: cuplarea fotoelectrică utilizează de obicei fotodiodă-fototriodă, fotodiodă-bidirecțională siliciu controlat de lumină, celulă fotovoltaică, realizând controlul izolației între partea de control și partea de sarcină. Cuplarea transformatorului de înaltă frecvență utilizează semnal de înaltă frecvență cuplat la secundar, rectificat prin verificarea undei și circuitul logic pentru a forma semnalul de comandă.
circuit de ieșire
Comutatorul de alimentare al SSR este conectat direct la sursa de alimentare și la capătul de sarcină, realizând pornirea și oprirea sursei de alimentare a sarcinii. Utilizează în principal tranzistori cu cristal de mare putere (tub comutator-tranzistor), unidirecțional (Tiristor sau SCR), bidirecțional (Triac), tub cu efect de câmp de putere (MOSFET), tranzistor bipolar cu poartă izolată (IGBT). Circuitul de ieșire al releului cu stare solidă poate fi, de asemenea, împărțit în circuit de ieșire CC, circuit de ieșire CA și circuit de ieșire CA / CC. În funcție de tipul de sarcină, acesta poate fi împărțit în releu cu stare solidă CC și releu cu stare solidă CA. Dispozitivele bipolare sau tuburile cu efecte de câmp de putere pot fi utilizate pentru ieșirea DC, iar două SCR sau un SCR bidirecțional sunt de obicei utilizate pentru ieșirea AC. Releul cu stare solidă CA poate fi împărțit în releu cu stare solidă CA monofazat și releu cu stare solidă CA trifazat. Releul cu stare solidă CA poate fi împărțit în releu cu stare solidă CA aleatoriu și releu cu stare solidă CA peste zero, în funcție de timpul de conducere și de oprire.
4. Diferențe și avantaje:
(1) Viteză: viteza de răspuns a unui releu cu semiconductor este mai rapidă, deoarece este controlată de dispozitive semiconductoare și este un releu mecanic fără componente mecanice. Prin urmare, viteza de comutare a releului cu stare solidă poate atinge nivelul de microsecunde, mult mai mare decât nivelul de milisecunde al releului mecanic.
(2) Durată de viață: deoarece nu există o structură mecanică, durata de viață a releului în stare solidă este mai lungă. Părțile mecanice ale releelor mecanice sunt predispuse la uzură și sunt predispuse la defecțiuni după o utilizare îndelungată, în timp ce releele cu stare solidă nu au această problemă, astfel încât pot oferi o viață mai lungă.
(3) Tăcere: releul mecanic în procesul de comutare va produce un sunet de impact mecanic, iar releul cu stare solidă nu are mișcare mecanică, releul cu stare solidă nu este un comutator de contact, nu va exista niciun sunet de impact al releului mecanic. Acest releu solid nu va produce zgomot, mai silențios.
(4) Volum: diferența de deasupra volumului, în comparație cu volumul releului mecanic, volumul releului cu stare solidă va fi mai mic, va ocupa mai puțin spațiu. Are o natură portabilă mai mare. Dimensiunea mică a releului cu semiconductor îi permite, de asemenea, să atingă o densitate mai mare a circuitului într-un spațiu limitat și poate fi aplicat mai bine în unele zone cu spațiu limitat sau cerințe de greutate ridicate.
(5) Fiabilitate: releul cu stare solidă nu este un contact mecanic, nu este un comutator de contact. Releele cu stare solidă nu își degradează performanța din cauza uzurii mecanice și nu pot produce niciun fenomen de arc, ceea ce le prelungește semnificativ durata de viață. Și viteza de comutare a releului cu stare solidă este foarte rapidă, care poate atinge un timp de răspuns de la câteva milisecunde până la câteva microsecunde și are fiabilitate ridicată și viață lungă datorită caracteristicilor sale componente electronice inerente. Structura releului cu stare solidă este complet etanșată, cu rezistență bună la vibrații și rezistență la impact mecanic și este potrivită pentru lucrul în mediu cu impact ridicat și vibrații. Învelișul are, de asemenea, proprietăți bune de rezistență la umiditate, mucegai și prevenire a coroziunii, potrivite pentru toate tipurile de medii dure.
5. Domenii de aplicare:
Releele cu stare solidă sunt utilizate pe scară largă în diverse domenii, inclusiv:
(1) Sistem de control al automatizării industriale: sistemul de control al automatizării industriale necesită o funcționare eficientă a comutatorului de mare viteză, releul cu stare solidă poate îndeplini aceste cerințe și poate rezista la zgomotul mediului industrial, interferențe electromagnetice și alți factori adversi.
(2) Aparate de uz casnic: releele cu stare solidă sunt utilizate pe scară largă în aparatele de uz casnic, cum ar fi cuptorul electric, cuptorul cu microunde, încălzitorul electric de apă etc. Datorită fiabilității și caracteristicilor de viață lungă, pot îmbunătăți durata de viață și eficiența de lucru a aparate electrocasnice.
(3) Echipament medical: Echipamentul medical are cerințe ridicate pentru precizie și fiabilitate, iar releele cu stare solidă pot oferi un control mai stabil și mai precis al comutatorului, deci este utilizat pe scară largă în echipamentele medicale.
(4) Electronica de putere: Aplicarea releelor cu stare solidă în domeniul electronicii de putere este, de asemenea, în creștere treptată, cum ar fi convertoare de frecvență, invertoare și pile de încărcare.
În concluzie, releele cu stare solidă sunt relee care folosesc dispozitive semiconductoare ca componente cheie, având avantajele vitezei rapide, duratei lungi de viață, liniștei, dimensiunilor mici și fiabilității ridicate. Este utilizat pe scară largă în automatizări industriale, aparate de uz casnic, echipamente medicale și electronice de putere. Aceste caracteristici fac din releele cu stare solidă o alternativă ideală la releele mecanice.
Relee cu stare solidă recomandate
Dimensiune mini, performante excelente
Durată de viață lungă, timp de funcționare stabil și garanție de un an oferită
Impermeabil si rezistent la socuri. Potrivit pentru majoritatea mediilor, cu performanțe stabile