Solid-state relais
De rol van betrouwbare schakelaars in moderne automatiseringssystemen is erg belangrijk. Op moderne technologische gebieden, zoals communicatiesystemen, consumenten- en auto-elektronica of industriële automatisering, vindt overal een geleidelijke maar duidelijke overgang plaats van bekende schakelschema's naar conventionele. elektromagnetische relais en het verplaatsen van contactstarters naar betrouwbaardere schakeltools zoals solid-state relais.
Halfgeleiders vervangen met recht mechanische schakel- en besturingsapparaten, zelfs in circuits met krachtige stroombelastingen, omdat het proces van het verbeteren van halfgeleiders elk jaar tevreden is met steeds hogere eigenschappen van vermogensschakelaars.
Het halfgeleiderrelais bevat in zijn ontwerp krachtige vermogensschakelaars die met succes de contacten van traditionele elektromagnetische relais, starters en schakelaars vervangen. Deze geavanceerde solid-state relais kunnen belastingen tot 250 ampère schakelen terwijl ze betrouwbaarder zijn.
De galvanische scheiding van de besturings- en uitvoerende circuits vereist geen extra isolatiemaatregelen voor een dergelijk relais. Solid-state relais dienen als een interface waarbij de laagspanningsregelcircuits en de hoogspanningsstroomcircuits van elkaar zijn geïsoleerd. De structuur van solid-state relais van verschillende fabrikanten is relatief vergelijkbaar en alle relais van dit type hebben slechts zeer kleine verschillen.
Het ingangscircuit van zo'n solid-state relais kan bestaan uit een weerstand in serie met een optocoupler, maar het kan ook complexer zijn. De functie van het ingangscircuit is het ontvangen van een stuursignaal voor daaropvolgend schakelen.
Verderop in het circuit bevindt zich optische isolatie, die zorgt voor isolatie tussen de ingangs-, tussen- en uitgangscircuits van het solid-state relais. Het ingangssignaal wordt verwerkt door een triggercircuit dat het schakelen van de solid-state relaisuitgang regelt.
Het schakelcircuit levert spanning aan de belasting. Meestal bestaat dit onderdeel uit een transistor, thyristor of triac.
Voor een betrouwbare werking van solid-state relais onder verschillende omstandigheden, inclusief inductieve belastingen, is een beveiligingscircuit vereist. Ondanks de aanwezigheid van een beveiligingscircuit in alle solid-state relais, zijn er nog steeds verschillende modificaties, en sommige van deze relais laten geen inductieve belastingen toe, terwijl andere er speciaal voor zijn aangepast.
Vermogenshalfgeleiders hebben enige interne weerstand, dus wanneer de belasting wordt geschakeld, warmt het solid-state relais op. Bij verwarming boven 60 graden Celsius neemt de toegestane waarde van de geschakelde stroom af, daarom vereist een dergelijk relais onder zware bedrijfsomstandigheden extra warmteafvoer.Hiervoor wordt een radiator of zelfs luchtkoeling gebruikt.
Voor inductieve belastingen wordt aanbevolen om 2-4 keer een reserve van toegestane stroom te leveren, en als we het hebben over de besturing van een asynchrone motor, dan zou de stroomreserve tien keer moeten zijn.
Stroomspanning bij het regelen van een krachtige belasting van actieve aard wordt geëlimineerd door een stroomloos schakelrelais te gebruiken, dergelijke relais zijn uitgerust met een extra triggercircuitbesturingseenheid die overbelasting voorkomt. Maar bij het regelen van een belasting van capacitieve of inductieve aard moet een aanzienlijke stroommarge worden voorzien.
In de regel heeft een DC-relais met een constante stroom al een reserve voor een korte termijn (niet meer dan 10 milliseconden) drievoudige toename van de nominale stroom bij overbelasting bij het opstarten, en thyristorrelais - tienvoudig.
Voor weerstand tegen impulsruis wordt een RC-circuit geïnstalleerd in een solide relais parallel aan het uitgangscircuit, maar voor een betrouwbaardere bescherming is het noodzakelijk om externe varistoren parallel aan te sluiten met elk van de fasen van een dergelijk relais.
De technische documentatie die door de fabrikant wordt verstrekt, bevat in de regel alle uitgebreide gegevens over de kenmerken van een bepaald solide relais en de toegestane werkingsmodi en toepassingsgebieden in het algemeen.