Твердотельное реле: принцип работы, достоинства, виды, схемы включения

Коммутация индуктивной нагрузки

С индуктивной нагрузкой (обычно это электромагнит) все не так просто.

В этом случае необходимо учитывать переходные процессы в моменты включения и выключения SSR.
В эти моменты возможны скачки напряжения, что может привести к неприятным последствиям,
например — «зависает» SSR в открытом или закрытом состоянии, которое снимается перезапуском блока питания.
Самый неудачный вариант — SSR может полностью выйти из строя, при этом он может оставаться в опасном состоянии.

Есть особенности подключения индуктивных нагрузок, например, электромагнитов.
Производители рекомендуют выбирать пару SSR-электромагнитов таким образом, чтобы
так, чтобы ток нагрузки не превышал 10% от максимально допустимого тока SSR.
Это связано с возможной нестабильностью работы.
Также при переключении постоянного тока рекомендуется подключать диод обратно параллельно нагрузке.

Инструкция для самостоятельной сборки твердотельного реле на 12 В

Если вы собираетесь собрать твердотельное реле, вам нужно будет построить схему с симистором, цепью управления и гальванической развязкой (например, симисторную оптопару).

В качестве наглядного примера предлагается использовать следующие детали:

• симисторный оптрон MOC3083 (VD1);
• изолированный анодный симистор ВТ139-800 16А (V1 от Philips);
• резистор для ограничения тока через светодиод MOC3083 (R1 750 Ом 0,5Вт);
• сигнальный светодиод AL307A (LD1);
• сопротивление управляющего электрода симистора 160 Ом (R2, 0,125 Вт).

1. Для самостоятельной сборки твердотельного реле вам сначала понадобится металлическая подложка (желательно алюминиевая), которая быстро проводит тепло. Конкретные размеры подложки (размер и толщина) зависят от того, сколько тепла необходимо будет отвести от симистора (также учтите, что саму подложку можно разместить на металлической поверхности).
2. Далее необходима опалубка для отливки. Он должен быть такого размера, чтобы вмещать все компоненты устройства. Под опалубку поместится любой кусок пластика подходящего размера.
3. С помощью клеевого пистолета опалубку крепят к опоре. Все существующие слоты запломбированы.
4. Предварительно смонтированная схема размещена и протестирована. Учтите, что не всегда возможно сразу точно определить положение выводов симистора. Чтобы прояснить этот момент, подключите тестер МОм к выходным концам симистора. Если симистор размыкается, уровень сопротивления вместо десятков МОм упадет до нескольких кОм.
5. Между задней частью корпуса симистора и поверхностью подложки требуется промежуточный слой теплопроводной пасты (КПТ-8). Анод ранее неизолированного симистора также должен быть закрыт изолирующей прокладкой. В любом случае ни один компонент схемы не должен иметь прямого контакта с металлической подложкой.
6. Снова вооружившись клеевым пистолетом, необходимо закрепить корпус симистора на подложке.
7. Уложите все остальные компоненты схемы, продолжая фиксировать их так, чтобы они не соприкасались с опорой.
8. Заполните форму составом.

Известные модели

Расшифровка маркировки

Основные характеристики зависят от многих факторов. К популярным отечественным моделям производства КИПпрбор, Протон, Космо относятся:

• ТМ-О. Устройства со встроенной «нулевой» схемой, по которой проходит фазовый переход.
• ST. Модели, которые отключаются в любой момент.
• Самыми популярными и используемыми являются TMV, TSB, TSM, TMB, TSA. У них есть выходная цепь RC.
• ТК / ТМ — мощность. Токи достигают значений 25 мА.
• TCA, TMA — используются в чувствительных устройствах.
• TSB, TMB — низковольтные модели. Напряжение не превышает 30 В.
• ТСВ, ТМВ — высоковольтные. Напряжение достигает 280 В.

Зарубежные контрагенты включают продукцию Carlo Gavazzi, Gefran, КТК.

Расшифровка

Наибольшей популярностью пользуются модели SSR, TSR (однофазные и трехфазные соответственно). Их сопротивление составляет 50 МОм и более при напряжении 500 В.

Обозначение пишется как SSR -40 DA H. SSR или TSR указывает количество фаз. 40 — нагрузка в Амперах. Буквой обозначен 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 (A — AC, D — DC). Последняя буква — это диапазон выходного напряжения (N — 90-480V, без буквы — 24-380V).

Правила выбора и покупки ТТР

лучше покупать ССР в специализированном магазине, где опытные консультанты ответят на все вопросы и помогут подобрать устройство необходимой мощности исходя из потребностей покупателя. При этом следует обратить внимание на следующее:

• тип реле;
• материал, из которого изготовлен корпус;
• наличие или отсутствие застежек;
• тип включения;
• власть;
• энергоэффективность;
• габаритные размеры;
• наличие дополнительных функций;
• режиссер.

При покупке ССР необходимо учитывать, что запас мощности должен в несколько раз превышать необходимый, иначе даже небольшое превышение этого показателя может вывести прибор из строя.

Для защиты реле используйте предохранители, специально разработанные для SSR. Они бывают разных типов:

• g R — обладают улучшенными характеристиками и используются в широком диапазоне мощностей;
• у R — защищает полупроводники от короткого замыкания;
• g S — защищает полупроводники от высоких нагрузок, может использоваться для любого типа тока.

Стоимость этих предохранителей может быть равна цене самих реле, но благодаря им устройство прослужит долго. Есть и другие предохранители, которые относятся к классам B, C, D и стоят намного дешевле, но имеют невысокую степень защиты.

Покупая твердотельное реле, следует помнить, что в процессе эксплуатации оно довольно быстро нагревается, что может привести к отклонению от нормального режима работы и даже сжечь устройство. Поэтому стоит также приобрести радиатор охлаждения. Запас тока для нормальной работы ТТР должен быть в три-четыре раза выше номинального, а при использовании устройства регулирования скорости электродвигателей запас по току следует увеличить в 8-10 раз.

Виды твердотельных реле

Твердотельное реле — это модульное полупроводниковое устройство, изготовленное по гибридной технологии. В них используются симисторные конструкции, тиристоры или транзисторы, которые служат основой для создания мощных силовых ключей. Они успешно заменяют традиционные контакторы и электромагнитные реле.

В зависимости от типа нагрузки полупроводниковые приборы могут быть однофазными или трехфазными. Они способны переключать напряжения в самом широком диапазоне от 40 до 440 вольт, что позволяет использовать их в различных областях.

В зависимости от типа команды различают 3 группы реле:

• Для коммутации постоянного напряжения от 3 до 32 вольт.
• Для переключения напряжения переменного тока с 90 на 250 вольт.
• Для ручного управления выходным напряжением при использовании переменных резисторов, сопротивлением от 40 до 560 кОм, мощностью от 0,25 до 0,5 Вт.

Твердотельные реле также различаются способом включения:

• Устройства нулевого пересечения. С их участием переключаются резистивные, емкостные и слабоиндуктивные нагрузки. При подаче управляющего сигнала выходное напряжение появляется в первый раз, когда линейное напряжение пересекает нулевой уровень. За счет этого уменьшается начальный пусковой ток, снижается уровень электромагнитных помех и увеличивается срок службы коммутируемых нагрузок. Этот тип реле нельзя использовать для переключения высокоиндуктивных нагрузок, таких как трансформаторы холостого хода.
• Устройства с мгновенным (случайным) зажиганием. Они используются для переключения нагрузок, когда требуется немедленная реакция. Выходное напряжение возникает вместе с подачей управляющего сигнала с задержкой включения не более 1 миллисекунды. Эти реле могут активироваться в любом участке синусоидального напряжения. Существенным недостатком этих устройств является импульсный шум и начальные всплески тока, возникающие при переключении.
• Фазовый контроль. Реле изменяет значение выходного напряжения нагрузки. Это позволяет регулировать мощность нагревательных элементов и уровень освещенности ламп накаливания.

Налаживание

Проверьте и отрегулируйте емкостное реле в следующей последовательности. Они касаются одной рукой неизолированного общего провода и с помощью настроечного конденсатора С4 осознают потерю звукового сигнала. После этого подносим руку к сенсору — в телефоне должен появиться сигнал. Если звук не издается, емкость конденсатора С3 увеличивается, если звуковой сигнал не пропадает, емкость этого конденсатора уменьшается или вообще удаляется. При более точном подборе емкости подстроечного конденсатора реле можно активировать при поднесении руки к датчику на расстояние 10-15 см.

Думаю, с реле емко все понятно, но для управления устройствами по звуку используется аудиореле, основным датчиком которого является микрофон.

Пример подключения твердотельного реле

Вы знаете, как сделать твердотельное реле своими руками. Аналоги такого устройства часто встречаются на рынке. Вы можете использовать как любительские, так и промышленные схемы — это зависит от возможностей, которые вам нужно получить от устройства. С помощью такого устройства обеспечивается контакт между цепями высокого и низкого напряжения.

Подобную структуру имеют большинство промышленных устройств и самодельных изделий. Отличия незначительны, никак не влияют на работу. Проверить это несложно. На рисунке представлена ​​простейшая схема переключения реле:

Состав устройства:

1. Оптическая изоляция цепей.
2. Цепочка триггеров (их может быть несколько).
3. Устройства защиты и выключатели.
4. Подъезды.

Вход — это первичная цепь, в которой установлено постоянное сопротивление. Функция входа — принимать сигнал и передавать требуемую команду устройству, переключающему нагрузку.

Схема

Давайте посмотрим на схему этого очень полезного и нужного устройства.

Основой схемы является силовой симистор T1 — BT138-800 на 16 А и управляющая им оптопара MOS3063. На схеме жилы, которые необходимо проложить медным проводом большего сечения, выделены черным цветом в зависимости от предполагаемой нагрузки.
Мне удобнее проверять светодиод оптопары 220 Вольт, а можно и 12 или 5 Вольт, если нужно.

 

Для управления от 5 Вольт нужно сменить демпфирующий резистор с 630 Ом на 360 Ом, остальное то же самое.
Названия деталей рассчитаны для MOS3063, если используется другой оптрон, названия необходимо пересчитать.
Варистор R7 защищает схему от скачков напряжения.
Цепочка индикаторных светодиодов снимается полностью, но это дает более четкое представление о том, что устройство работает.
Для предотвращения выхода из строя симистора используются резисторы R4, R5 и конденсаторы C3, C4, их номиналы рассчитаны на ток не более 10 Ампер. Если реле требуется для высокой нагрузки, номинальные характеристики необходимо пересчитать.
Радиатор охлаждения симистора напрямую зависит от нагрузки на него. При мощности в триста ватт радиатор вообще не нужен и, соответственно, чем больше нагрузка, тем больше площадь радиатора. Чем меньше будет перегрев симистора, тем дольше он проработает, а значит, и кулер лишним не будет.
Если вы планируете управлять большей мощностью, лучшим выходом будет подключение более мощного симистора, например BTA41, который рассчитан на 40 А или аналогичный. Рейтинги сторон будут корректироваться без пересчета.

Особенности эксплуатации

Как видно из принципа работы, твердотельное реле наиболее актуально для использования в тех случаях, когда необходимо многократно включать и снимать нагрузку за короткий промежуток времени. Электромеханические устройства плохо справляются с такой задачей, быстро теряют свои свойства и просто выходят из строя. Им необходимо регулярно чистить контакты, и даже если вы это сделаете, риск контактного истощения или привязанности по-прежнему велик.

Твердотельные устройства, в свою очередь, обеспечивают высокую надежность и бесшумную безотказную работу. К тому же они компактны по размеру. Но при этом они имеют значительно более высокую стоимость, чем электромеханические узлы. Поэтому, если есть фактор экономии, полупроводники не всегда лучший вариант.

Для правильной работы устройства, а также если вы хотите знать, как проверить твердотельное реле, стоит запомнить следующие моменты:

• Подключение в устройствах осуществляется винтовым методом. Сварка для этого не используется.
• Чтобы не нарушить целостность корпуса и не допустить выхода устройства из строя, защищайте его от пыли, металлических частиц и любого механического воздействия извне.
• Держите реле как можно дальше от легковоспламеняющихся предметов. Не трогайте прибор в активной фазе его работы, есть опасность ожога.
• Перед включением устройства проверьте, правильно ли выполнено переключение.
• Если температура корпуса превышает 60 ° C, поместите прибор на охлаждающий радиатор.
• Никогда не закорачивайте выходную секцию. Это приведет к мгновенному повреждению устройства.

Твердотельные реле относятся к модульным полупроводниковым устройствам, в конструкции которых предусмотрены силовые ключи на структурах, содержащих симисторы, тиристоры или транзисторы.

Они используются в качестве альтернативы традиционным электромагнитным реле или контакторам. Распространены устройства в области коммутации однофазных и трехфазных линий. Применяются для бесконтактной коммутации отопительного, осветительного и другого оборудования с резистивной нагрузкой напряжением от 24 до 380 В переменного тока для управления трансформаторами. Используется для индуктивных нагрузок, таких как слаботочные двигатели или электромагниты.

Рис. №1. Внешний вид и размер твердотельного реле.

Твердотельные реле классифицируются по типу управления: это реле переменного или постоянного тока, в которых используется переменный резистор и используется аналоговый токовый сигнал 4-20 мА. Реле контроля уровня напряжения включают или выключают нагрузку, подавая или снимая полный сигнал с нагрузки.

Достоинства

• Длительный срок эксплуатации.
• Отсутствие посторонних шумов, нестабильных контактных соединений, искр и электрических дуг при переключении.
• Надежное сопротивление изоляции в цепях нагрузки и цепях управления коммутационными аппаратами.
• Отсутствие акустических помех.
• Высокая степень энергосбережения.
• Быстрый отклик (высокая скорость переключения).
• Небольшой габаритный размер.
• Отсутствие профилактики и обслуживания.

Высококачественные электрические характеристики позволяют переключаться с электромагнитных реле и контакторов на твердотельные реле.

Рис n. 2. Пример твердотельного реле, использующего управление SCR.

Недостатки и меры по защите релейного устройства

Устройство может не работать по нескольким причинам:

1. Перенапряжение.
2. Перегрузка по току и короткое замыкание.
3. Перегрев из-за плохого отвода тепла (максимальная температура нагрева основания устройства не должна превышать 80 ° C).

При нагрузках выше 5 А на основание реле наносится специальная теплопроводная паста. AI = 25A используется вентилятор. Некоторые модели оснащены защитой от перегрева, она отключает реле при температуре тиристора выше — 120 ° C. Для защиты реле от перегрузки на нагрузке на полупроводниках используются предохранители (они работают очень быстро (2 мс) и не допускают развития тока короткого замыкания.).

Простое полупроводниковое реле своими руками

Как видим, полупроводниковая технология — это основа любого полупроводникового реле.

Основные параметры CPC1035:

• Напряжение переключения (напряжение блокировки) — 0… 350 В;
• Максимальный ток нагрузки (ток нагрузки) — 100 мА;
• Максимальное сопротивление на резистор — 35 Ом;
• Величина управляющего тока 2… 50 мА (постоянный управляющий ток).

Такие маломощные и миниатюрные реле широко используются в датчиках безопасности.

Вот, например, реле COSMO типа CPC1008 на панели датчика движения «Фотон-Ш», подключено к цепи безопасности приемно-управляющих устройств (например ППКОП «гранит») или к линии, которая подключена к Станция центрального управления (CMS).

Серия твердотельных реле CPC10xx также в датчике безопасности Astra-621»,

это многофункциональный датчик. Отслеживайте движение в защищенном пространстве благодаря пироэлектрическому датчику и контролируйте прерывание окон благодаря чувствительному микрофону. На печатной плате находятся два полупроводниковых реле CPC1016N.

Один активируется при обнаружении движения в зоне защиты, а другой активируется при разбивании окон.

Если присмотреться, можно увидеть, что полупроводниковое реле на плате определяется как DA4 и DA5.

Как известно, аббревиатура DA обычно обозначают аналоговые схемы на схемах. Поэтому разумно понимать, что твердотельное реле — это не отдельный электронный компонент, а по сути особый микрочип, например, ИК-приемник.

Основное назначение твердотельных реле — обеспечение изоляции между цепями с разным напряжением; Они могут работать с самыми разными устройствами, от бытовой техники до крупных производственных систем.

Твердотельные реле в зависимости от конструкции обеспечивают бесконтактное переключение цепей переменного или постоянного тока различного напряжения.

Отличия и плюсы твердотельных реле (в сравнении с электромеханическими)

При выборе ТТР у покупателя возникает ряд вопросов: зачем переплачивать за твердотельное реле, в чем его преимущества перед стандартными электромеханическими устройствами. Выделим основные преимущества:

• Небольшой размер, что избавляет от проблем с поиском места для установки.
• Без шума и вибрации. Это важно, если устройство устанавливается в помещениях, где есть люди.
• Высокая скорость переключения.
• Длительный срок службы благодаря отсутствию износа механических и электрических частей.
• Постоянный выходной импеданс, который не меняется в течение срока службы устройства. Кроме того, контактные группы не подвергаются окислительным процессам.
• В процессе переключения нет резких колебаний напряжения.
• Искры отсутствуют, что расширяет область действия. Его установка разрешена в конструкциях, где есть большая опасность взрыва и пожара.
• Низкая чувствительность к внешним факторам, таким как магнитные поля, вибрация, повышенный уровень запыленности или магнитные поля.
• Высокий уровень сопротивления между выходом и входом.
• Низкое энергопотребление.
• Большое количество переключений, которое не ограничивается производителем. На самом деле это 109.

Технические характеристики

Выбирая конкретную модель для замены вышедшего из строя твердотельного реле или для установки в новое оборудование, необходимо руководствоваться основными характеристиками устройства.

Основные параметры:

• Класс и величина напряжения на входе и выходе устройства;
• Твердотельное сопротивление или потребляемая мощность;
• Ток вывода — определяет рабочие параметры перехода из одного логического состояния в другое;
• Допустимая перегрузка — кратная номинальному току;
• Прочность изоляции;
• Тип сборки: наличие на выводах элементов крепления или приварки;
• Материал, из которого изготовлено реле;
• Габаритные размеры;
• Наличие дополнительных функций.

Все характеристики твердотельных реле различаются в зависимости от конкретного типа устройства.

Классификация

По типу нагрузки твердотельные реле делятся на однофазные и трехфазные. Широкий диапазон коммутируемых напряжений — 40… 440 В позволяет использовать их для управления нагрузками в различных отраслях промышленности. По типу управления можно выделить 4 группы:

• контроль постоянного напряжения (3… 32 В);
• контроль переменного напряжения (90… 250 В);
• ручное управление выходным напряжением с помощью переменного резистора (470-560 кОм, 0,25-0,5 Вт);
• ручное управление выходным напряжением с помощью аналогового сигнала 4-20 мА.

Различные варианты управляющих сигналов позволяют использовать твердотельные реле в качестве переключающих элементов в различных типах систем автоматического управления.

Материал в теме: устройство сопротивления сдвигу.

Если говорить о коммутации, то реле могут быть:

• с контролем перехода через нуль. Они используются для коммутации резистивных (электрические резисторы, лампы накаливания), емкостных (выравнивание шумовых фильтров конденсаторами) и малоиндуктивных нагрузок (соленоиды, вентили). При подаче управляющего сигнала напряжение на выходе этого реле появляется, когда линейное напряжение впервые пересекает нулевой уровень. Это позволяет снизить начальный пусковой ток, снизить уровень генерируемых электромагнитных помех и, как следствие, увеличить срок службы устройств, управляемых этим реле. Недостатком этого типа устройств является невозможность переключения высокоиндуктивной нагрузки при cos φ <0,5 (трансформаторы на минимуме).
• мгновенное (случайное) зажигание. Используются для переключения резистивных (электрические резисторы, лампы накаливания) и индуктивных (двигатели малой мощности, трансформаторы) нагрузок, когда требуется мгновенный отклик. Напряжение на выходе такого реле появляется одновременно с подачей управляющего сигнала (время задержки при включении не более 1 миллисекунды), а значит включение возможно на любом участке синусоидального напряжения. У устройств этого типа есть существенный недостаток — возникновение импульсных помех и скачков начального тока при переключении. После включения они работают как обычное реле перехода через ноль.
• с фазовым управлением. Позволяют реализовать фазовый импульсный контроль мощности (PPM) на нагрузке. С помощью таких реле можно, например, управлять нагревательными элементами (регулировка температуры) или лампами накаливания (регулировка уровня освещенности).

Твердотельное реле различных размеров.

Устройство

Конструктивно твердотельное реле представляет собой расширенный вариант полупроводникового переключателя. В состав устройства входят резисторы, транзисторы, симисторы или тиристоры, которые являются основой их работы. В связи с тем, что вся конструкция имеет монолитную структуру — единый блок, реле называют твердотельным.

Рис. 1. Твердотельное реле

Условно все устройство можно разделить на несколько блоков:

• Входной узел: используется для подачи управляющего сигнала. Блок включает в себя токоограничивающий резистор и устройство для передачи сигнала на переключающий элемент.
• Триггерный узел: используется для обработки полученных сигналов. Как правило, он является частью линии оптической развязки, но может быть установлен отдельно от нее.
• Блок оптической развязки — обеспечивает гальваническую развязку основной и контрольной секций. Это неотъемлемая часть реле переменного тока. Принцип работы переключателя напрямую зависит от конструктивных особенностей этого узла.
• Схема переключения: включает и выключает линию питания нагрузки. Он работает по принципу блокировки и разблокировки pn перехода, поэтому классического переключения в твердотельных реле не происходит.
• Схемы защиты: Устранение помех, защита твердотельного реле от перегрузок и токов короткого замыкания. По расположению бывают внутренние и внешние установки.
• Выходной узел — используется для подключения нагрузки, обычно представленной парой контактов или клемм.

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

Твердотельные реле по типу переключения

С коммутацией перехода через ноль

Внимательно посмотрите на диаграмму

Эти SSR переключают переменный ток на выходе. Как вы можете видеть здесь, когда мы подаем постоянное напряжение на вход такого реле, наше переключение на выходе происходит не сразу, а только когда переменный ток достигает нуля. Остановка происходит аналогично.

Зачем это делается? Для того, чтобы уменьшить влияние помех на нагрузки и уменьшить импульс пускового тока, который может привести к выходу из строя нагрузки, если больше нагрузка представляет собой схему на основе полупроводниковых радиоэлементов.

Схема подключения и внутреннее устройство такого SSR выглядит так:

контроль постоянного тока

управление переменным током

Мгновенного включения

Здесь все намного проще. Такое реле сразу начинает переключать нагрузку при появлении на нем управляющего напряжения. На схеме видно, что выходное напряжение появилось, как только мы подали на вход управляющее напряжение. Когда мы уже снимаем управляющее напряжение, реле выключается так же, как и SSR с контролем перехода через ноль.

В чем недостаток данной ТТП? Когда на вход подается управляющее напряжение, на выходе могут возникать всплески тока и, как следствие, электромагнитные помехи. Поэтому этот тип реле не рекомендуется использовать в электронных устройствах, где есть шины передачи данных, так как в этом случае помехи могут существенно мешать передаче информационных сигналов.

Внутреннее устройство SSR и схема подключения нагрузки выглядят так:

С фазовым управлением

Здесь все намного проще. Изменяя значение сопротивления, мы изменяем мощность нагрузки.

Примерная схема подключения выглядит так:

Недостатки

Помимо положительных качеств твердотельных реле, стоит выделить ряд недостатков:

• В открытом виде изделие нагревается из-за большого сопротивления в цепи pn перехода. Чтобы избежать негативных последствий в устройствах, пропускающих через себя более высокие токи, необходимо предусмотреть охлаждение.
• В закрытом состоянии сопротивление увеличивается и появляется обратный ток утечки (измеряется в мА).
• При считывании вольт-амперной характеристики отмечается ее нелинейный характер.
• Некоторые типы твердотельных реле требуют строгого соблюдения полярности при подключении выходных цепей. Это относится к устройствам, предназначенным для работы в условиях постоянного тока.
• В случае неисправности существует высокий риск перекрытия входных контактов. Причина может заключаться в выходе из строя переключателя питания. Для сравнения: классические контакты реле (в случае неисправности) остаются разомкнутыми.
• требуется защита от ложного срабатывания, вызванного скачками напряжения. Это связано с высокой скоростью отклика.
• Твердотельные реле передают ток по обратному пути с небольшой задержкой из-за использования в цепи полупроводниковых элементов.

Силовая часть ТТР

Эта важная часть SSR переключает ток нагрузки.

Входная и выходная части твердотельного реле гальванически изолированы с помощью оптопары.
У твердотельного реле нет отдельного источника питания. И если входная часть SSR запитана от входного источника питания,
затем выходная часть питается через нагрузку, получая питание, если эта нагрузка подключена.

Итак, если нагрузка имеет высокое сопротивление, с одной стороны,
это хорошо: меньше тока через реле и меньше перегрузок, работает с большим запасом.
Но если этот ток продолжит падать, SSR просто не сможет работать, хотя индикация входа покажет, что все в норме.

Подключение

Во всех электронных схемах твердотельное реле подключается так же, как и обычные электромеханические устройства. Однако есть определенные характеристики, которые необходимо учитывать при подключении полупроводниковых реле. Для выполнения соединений пайка не требуется; для этого есть винтовой метод.

В силу конструктивных особенностей необходимо всячески избегать повреждений устройства, следить за тем, чтобы в него не попадала пыль, особенно металлические элементы и другие инородные тела. Внешние воздействия, в том числе механические, по отношению к корпусу устройства не допускаются. Из-за поломки устройство быстро выйдет из строя и перестанет работать.

Рекомендуется выбрать правильное положение для твердотельного реле. Их нельзя размещать рядом с предметами, которые могут легко воспламениться. Не прикасайтесь к устройству во время работы, чтобы не обжечься. Перед запуском все коммутируемые соединения необходимо проверить на правильность. Когда корпус нагревается выше 60 ° C, необходимо использовать специальный радиатор охлаждения. Не должно быть коротких замыканий на выходе, которые могут повредить устройство.

Гальваническая развязка

Принцип работы тиристора

Принцип работы поляризованного реле

Принцип работы симистора при переключении

Трехфазный инвертор

Надстройки для корректной работы

Если во время работы происходит взаимодействие с индуктивной нагрузкой, возможны проблемы. Вот почему при использовании твердотельных реле в сочетании с трансформаторами, звонками, электрическими катушками и другими подобными устройствами требуется параллельное включение RC-цепи для уменьшения влияния обратной ЭДС.

Кроме того, наличие такой схемы снизит общую индуктивность подключенного устройства и облегчит работу ТТР.

Защита от коротких замыканий

В случае повреждения изоляции в мишени и по другим причинам может произойти короткое замыкание. Чтобы не повредить ТТР, используются специальные предохранители. Они разработаны для использования с твердотельными продуктами.

Их легко узнать по следующим характеристикам:

• gR — предохранители широкого диапазона I. Используются для защиты полупроводников. На сегодняшний день это одни из самых быстрых в эксплуатации устройств.
• gS — как и предыдущие предохранители, могут работать во всех диапазонах I. Используются при большой нагрузке, а также для защиты полупроводников.
• aR — литые вставки, не имеющие ограничений по работе. Их устанавливают для защиты полупроводников от короткого замыкания. Недостаток такой продукции — высокая цена. Вот почему многие люди предпочитают более доступные штурмовые винтовки класса B.

Сферы применения

Твердотельное реле 12v

SSR не заменит полностью электромагнитный аналог, но он превосходит по применению во многих областях.

Сфера применения довольно широка. Устанавливается в оборудовании, где требуется надежная и длительная эксплуатация системы.

• Для поддержания постоянной температуры в процессе.
• Регулятор тока.
• При замене реверсивного привода.
• Электродвигатель.
• Датчик движения.
• Световой датчик.
• Диммер (переключатель с регулировкой яркости лампы).
• Производственные машины.
• Регулятор температуры камеры.

Не весь список использования.

Определение

Твердотельное реле — это устройство электронного типа, один из видов реле, в котором нет движущихся элементов. Изделие используется для подачи тока или разрыва цепи с помощью внешнего управления (действие низкого напряжения).

Твердотельное реле (сокращенно — SSR) имеет внутри датчик, реагирующий на управляющий сигнал. Кроме того, продукт содержит твердотельную электронику, в том числе схему, которая может переключать большие I.

Устройство может быть установлено в цепях переменного и постоянного тока, часто используется как обычное реле. Основное отличие в том, что в ТТР нет механических контактов.

Особенности процесса изготовления

Нагрузка на нагревательный элемент W.

Вход — это первичная цепь, в которой установлено постоянное сопротивление.

В обычных приводах используются контакты, которые периодически замыкаются и размыкаются, чтобы управлять электрическим механизмом.

Выходная мощность порядка Вт. В схеме есть два варианта ввода: управляющий вход непосредственно на диод оптопары и входной сигнал, подаваемый через транзистор. Коммутация электрических цепей в этом устройстве осуществляется по принципу электронного ключа, выполненного на полупроводниках.

Рекомендации по выбору охлаждающих устройств приведены в технической документации на конкретное твердотельное реле, поэтому дать универсальный совет не представляется возможным. При определенных условиях твердотельные реле могут использоваться для запуска асинхронных двигателей.

Конструкция и принцип работы твердотельного реле

По технологии создания твердотельные реле можно отнести к гибридным устройствам. Функцию контактной группы в твердотельных реле выполняет электронный переключатель питания. Это позволяет избежать искрения во время переключения. Это качество важно при использовании устройства в районах с сильным химическим загрязнением.

К другим преимуществам этого предмета относятся:

• сверхбыстрая реакция на входной сигнал (тысячные доли миллисекунд);
• отсутствие гистерезиса;
• широкий диапазон рабочих температур;
• бесшумное изменение параметров схемы.

Свою основную функцию твердотельные реле выполняют за счет полупроводниковых элементов. Процесс аналогичен классическому реле, которое, как известно, включает катушки управления и специальные контакты. При подаче напряжения контакты замкнуты или разомкнуты. Альтернативой этим контактам являются полупроводниковые приборы.

Преимущества использования

Твердотельное реле используется в различных электрических цепях: низкого напряжения, высокого напряжения. От простейшего бытового прибора в каждом доме до крупного промышленного предприятия.

• Компактный размер позволяет использовать его в условиях ограниченного пространства и перемещать.
• Более точный и стабильный регулятор температуры, чем электромагнитный прибор.
• Быстрая загрузка без необходимости долгой загрузки.
• Экономия энергии за счет использования полупроводников вместо электромагнитного разнесения.
• Надежность работы. Реле может обрабатывать более миллиарда операций.
• Длительный срок службы без необходимости постоянного обслуживания.
• Нет источника искр.
• Интеграция в схему без помех благодаря герметичной конструкции.
• Тихая работа.
• Отсутствие шума благодаря быстрому запуску.
• Широкий спектр применения. SSR используется для регулирования работы многих устройств.

Где применяется твердотельное реле

Принцип работы этих устройств позволяет использовать их, когда нужно несколько раз включить и выключить нагрузку за небольшой промежуток времени. В таких ситуациях обычные электромеханические реле очень быстро изнашиваются, полностью истощая ресурс, выходят из строя и становятся непригодными для дальнейшего использования. Лучшее решение — твердотельное реле, не требующее дополнительного внимания и обслуживания. В обычных устройствах необходимо очищать контакты после нескольких циклов работы.

Твердотельное реле применяется в тех случаях, когда необходимо обеспечить надежность, так как обычные контакты могут перегореть или слипнуться в самый неподходящий момент. Иногда решающее значение имеют габаритные размеры коммутационного устройства и гарантия бесшумной работы. Однако следует учитывать, что полупроводниковые реле довольно дороги, поэтому по возможности рекомендуется использовать обычные электромагнитные устройства.