Ένα ρελέ στερεάς κατάστασης είναι ένα ρελέ με εξαρτήματα στερεάς κατάστασης (όπως συσκευές ημιαγωγών) ως βασικά εξαρτήματα. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά μηχανικά ρελέ, τα ρελέ στερεάς κατάστασης έχουν πολλές διαφορές και πλεονεκτήματα. Ακολουθούν αναλυτικά ο ορισμός, η αρχή λειτουργίας, η δομή, τα πλεονεκτήματα και οι τομείς εφαρμογής των ηλεκτρονόμων στερεάς κατάστασης.
1. Ορισμός ρελέ στερεάς κατάστασης:
Το ρελέ στερεάς κατάστασης (συντομογραφία λέξης για sr), ολόκληρη η σύνθεση του ρελέ στερεάς κατάστασης αποτελείται από ηλεκτρονικά εξαρτήματα στερεάς κατάστασης, είναι ένας νέος τύπος συσκευής μεταγωγής χωρίς αφή πάνω από βιομηχανικές ηλεκτρικές συσκευές. Αυτό που είναι ο διακόπτης επαφής, στην πραγματικότητα, είναι η χρήση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων (όπως η τρίοδος μεταγωγής, ο αμφίδρομος έλεγχος πυριτίου και άλλες συσκευές ημιαγωγών) τα χαρακτηριστικά του διακόπτη, μπορεί να επιτύχει το σκοπό να μην ακουμπάει σπινθήρα στο κύκλωμα, οπότε είναι γνωστός και ως «διακόπτης επαφής». Ένα ρελέ στερεάς κατάστασης είναι μια ενεργή συσκευή τεσσάρων ακροδεκτών, στην οποία δύο ακροδέκτες είναι άκρα ελέγχου εισόδου και τα άλλα δύο άκρα είναι άκρα ελέγχου εξόδου. Έχει τόσο εφέ κίνησης ενίσχυσης όσο και εφέ απομόνωσης
2. Αρχή λειτουργίας του ρελέ στερεάς κατάστασης:
Το ρελέ στερεάς κατάστασης είναι ένας διακόπτης χωρίς αφή. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στα αγώγιμα χαρακτηριστικά της συσκευής ημιαγωγών. Περιέχει ένα κύκλωμα ελέγχου και έναν βρόχο φορτίου. Όταν το σήμα ελέγχου εφαρμόζεται στο κύκλωμα ελέγχου όταν το ρελέ λειτουργεί κανονικά, το μοντέλο ελέγχου διέρχεται από το στοιχείο ημιαγωγών στο κύκλωμα ελέγχου και, στη συνέχεια, το ρεύμα μπορεί να περάσει μέσα από το κύκλωμα φορτίου για να πραγματοποιήσει τη λειτουργία του διακόπτη. Στην πραγματικότητα, η κατάσταση του διακόπτη μπορεί να ελεγχθεί αλλάζοντας το μέγεθος της τάσης ελέγχου εισόδου.
3. Δομή του ηλεκτρονόμου στερεάς κατάστασης:
εισαγωγή:
Σύμφωνα με τις διαφορετικές κατηγορίες τάσης εισόδου, το κύκλωμα εισόδου μπορεί να χωριστεί σε κύκλωμα εισόδου DC, κύκλωμα εισόδου AC και κύκλωμα εισόδου AC / DC. Ορισμένα κυκλώματα ελέγχου εισόδου έχουν επίσης με TTL / CMOS, συμβατό, θετικό και αρνητικό λογικό έλεγχο και αντίστροφες λειτουργίες, μπορούν εύκολα να συνδεθούν με λογικά κυκλώματα TTL, MOS.
Για το σήμα ελέγχου με σταθερή τάση ελέγχου, υιοθετείται το κύκλωμα εισόδου αντίστασης. Το ρεύμα ελέγχου είναι εγγυημένο μεγαλύτερο από 5 mA. Για το σήμα ελέγχου με μεγάλο εύρος διακύμανσης (όπως 3~32V), υιοθετείται το κύκλωμα σταθερού ρεύματος για να διασφαλιστεί ότι το ρεύμα λειτουργεί αξιόπιστα σε περισσότερα από 5 mA σε όλο το εύρος διακύμανσης τάσης.
Σύζευξη απομόνωσης
Η απομόνωση και η σύζευξη του κυκλώματος εισόδου και εξόδου του ρελέ στερεάς κατάστασης περιλαμβάνει φωτοηλεκτρική σύζευξη και σύζευξη μετασχηματιστή: η φωτοηλεκτρική σύζευξη χρησιμοποιεί συνήθως φωτοδίοδο-φωτοτρίοδο, φωτοδίοδο-αμφίδρομο ελεγχόμενο φως πυρίτιο, φωτοβολταϊκό στοιχείο, πραγματοποιώντας έλεγχο απομόνωσης μεταξύ της πλευράς ελέγχου και της πλευράς φορτίου. Η σύζευξη μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας χρησιμοποιεί σήμα υψηλής συχνότητας συζευγμένο με το δευτερεύον, διορθωμένο με έλεγχο κυμάτων και το λογικό κύκλωμα για να σχηματίσει το σήμα κίνησης.
κύκλωμα εξόδου
Ο διακόπτης ισχύος του SSR συνδέεται απευθείας με την παροχή ρεύματος και το άκρο φορτίου, πραγματοποιώντας την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της τροφοδοσίας φορτίου. Χρησιμοποιεί κυρίως κρυστάλλινα τρανζίστορ υψηλής ισχύος (switch tube-Transistor), μονοκατευθυντικά (Thyristor ή SCR), αμφίδρομα (Triac), σωλήνα εφέ πεδίου ισχύος (MOSFET), διπολικό τρανζίστορ μονωμένης πύλης (IGBT). Το κύκλωμα εξόδου του ρελέ στερεάς κατάστασης μπορεί επίσης να χωριστεί σε κύκλωμα εξόδου DC, κύκλωμα εξόδου AC και κύκλωμα εξόδου AC / DC. Ανάλογα με τον τύπο φορτίου, μπορεί να χωριστεί σε ρελέ στερεάς κατάστασης DC και ρελέ στερεάς κατάστασης AC. Διπολικές συσκευές ή λυχνίες εφέ πεδίου ισχύος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για έξοδο DC και δύο SCR ή ένα αμφίδρομο SCR χρησιμοποιούνται συνήθως για έξοδο AC. Το ρελέ εναλλασσόμενου ρεύματος στερεάς κατάστασης μπορεί να χωριστεί σε μονοφασικό ρελέ AC στερεάς κατάστασης και τριφασικό ρελέ AC στερεάς κατάστασης. Ο ηλεκτρονόμος στερεάς κατάστασης AC μπορεί να χωριστεί σε τυχαίο ρελέ στερεάς κατάστασης AC και ρελέ στερεάς κατάστασης AC πάνω από το μηδέν ανάλογα με το χρόνο αγωγής και διακοπής λειτουργίας.
4. Διαφορές και πλεονεκτήματα:
(1) Ταχύτητα: Η ταχύτητα απόκρισης ενός ρελέ στερεάς κατάστασης είναι μεγαλύτερη, επειδή ελέγχεται από συσκευές ημιαγωγών και είναι ένα μηχανικό ρελέ χωρίς μηχανικά εξαρτήματα. Επομένως, η ταχύτητα μεταγωγής του ρελέ στερεάς κατάστασης μπορεί να φτάσει το επίπεδο μικροδευτερόλεπτου, πολύ υψηλότερο από το επίπεδο χιλιοστών του δευτερολέπτου του μηχανικού ρελέ.
(2) Διάρκεια ζωής: επειδή δεν υπάρχει μηχανική δομή, η διάρκεια ζωής του ρελέ στερεάς κατάστασης είναι μεγαλύτερη. Τα μηχανικά μέρη των μηχανικών ρελέ είναι επιρρεπή στη φθορά και είναι επιρρεπή σε αστοχίες μετά από μακρά χρήση, ενώ τα ρελέ στερεάς κατάστασης δεν έχουν αυτό το πρόβλημα, επομένως μπορούν να παρέχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.
(3) Σιωπή: το μηχανικό ρελέ στη διαδικασία μεταγωγής θα παράγει μηχανικό ήχο κρούσης και το ρελέ στερεάς κατάστασης δεν έχει μηχανική κίνηση, το ρελέ στερεάς κατάστασης δεν είναι διακόπτης επαφής, δεν θα υπάρχει ήχος κρούσης μηχανικού ρελέ. Αυτό το ρελέ στερεάς κατάστασης δεν θα παράγει θόρυβο, περισσότερο αθόρυβο.
(4) Όγκος: η διαφορά πάνω από τον όγκο, σε σύγκριση με τον όγκο του μηχανικού ρελέ, ο όγκος του ρελέ στερεάς κατάστασης θα είναι μικρότερος, θα καταλαμβάνει λιγότερο χώρο. Έχει μεγαλύτερη φορητή φύση. Το μικρό μέγεθος του ρελέ στερεάς κατάστασης του επιτρέπει επίσης να επιτυγχάνει μεγαλύτερη πυκνότητα κυκλώματος σε περιορισμένο χώρο και μπορεί να εφαρμοστεί καλύτερα σε ορισμένες περιοχές με περιορισμένο χώρο ή απαιτήσεις υψηλού βάρους.
(5) Αξιοπιστία: το ρελέ στερεάς κατάστασης δεν είναι μηχανική επαφή, δεν είναι διακόπτης επαφής. Τα ρελέ στερεάς κατάστασης δεν υποβαθμίζουν την απόδοσή τους λόγω μηχανικής φθοράς και δεν μπορούν να δημιουργήσουν φαινόμενο τόξου, γεγονός που παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους. Και η ταχύτητα μεταγωγής του ρελέ στερεάς κατάστασης είναι πολύ γρήγορη, η οποία μπορεί να φτάσει σε χρόνο απόκρισης από αρκετά χιλιοστά του δευτερολέπτου έως αρκετά μικροδευτερόλεπτα και έχει υψηλή αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής λόγω των εγγενών χαρακτηριστικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων του. Η δομή του ρελέ στερεάς κατάστασης είναι πλήρως σφραγισμένη, με καλή αντοχή σε κραδασμούς και αντοχή σε μηχανικές κρούσεις, και είναι κατάλληλη για εργασία σε περιβάλλον υψηλής κρούσης και δόνησης. Το κέλυφος έχει επίσης καλές ιδιότητες προστασίας από την υγρασία, το ωίδιο, την πρόληψη της διάβρωσης, κατάλληλο για όλα τα είδη σκληρού περιβάλλοντος.
5. Τομείς εφαρμογής:
Τα ρελέ στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς, όπως:
(1) Σύστημα ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού: Το σύστημα ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού χρειάζεται υψηλή ταχύτητα, αποτελεσματική λειτουργία διακόπτη, το ρελέ στερεάς κατάστασης μπορεί να ικανοποιήσει αυτές τις απαιτήσεις και μπορεί να αντέξει τον θόρυβο του βιομηχανικού περιβάλλοντος, τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και άλλους δυσμενείς παράγοντες.
(2) Οικιακές συσκευές: τα ρελέ στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούνται ευρέως σε οικιακές συσκευές, όπως ηλεκτρικός φούρνος, φούρνος μικροκυμάτων, ηλεκτρικός θερμοσίφωνας κ.λπ. Λόγω της αξιοπιστίας και των χαρακτηριστικών μεγάλης διάρκειας ζωής του, μπορεί να βελτιώσει τη διάρκεια ζωής και την απόδοση εργασίας του οικιακές συσκευές.
(3) Ιατρικός εξοπλισμός: Ο ιατρικός εξοπλισμός έχει υψηλές απαιτήσεις για ακρίβεια και αξιοπιστία και τα ρελέ στερεάς κατάστασης μπορούν να παρέχουν πιο σταθερό και ακριβή έλεγχο διακόπτη, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στον ιατρικό εξοπλισμό.
(4) Ηλεκτρονικά ισχύος: Η εφαρμογή ρελέ στερεάς κατάστασης στον τομέα των ηλεκτρονικών ισχύος αυξάνεται σταδιακά, όπως μετατροπείς συχνότητας, μετατροπείς και πασσάλους φόρτισης.
Συμπερασματικά, τα ρελέ στερεάς κατάστασης είναι ρελέ που χρησιμοποιούν συσκευές ημιαγωγών ως βασικά εξαρτήματα, με τα πλεονεκτήματα της γρήγορης ταχύτητας, της μεγάλης διάρκειας ζωής, της σιωπής, του μικρού μεγέθους και της υψηλής αξιοπιστίας. Χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικούς αυτοματισμούς, οικιακές συσκευές, ιατρικό εξοπλισμό και ηλεκτρονικά ισχύος. Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν τα ρελέ στερεάς κατάστασης μια ιδανική εναλλακτική λύση στα μηχανικά ρελέ.
Συνιστώμενοι ηλεκτρονόμοι στερεάς κατάστασης
Μίνι μέγεθος, εξαιρετική απόδοση
Παρέχεται μεγάλη διάρκεια ζωής, σταθερός χρόνος λειτουργίας και εγγύηση ενός έτους
Αδιάβροχο και αντικραδασμικό. Κατάλληλο για τα περισσότερα περιβάλλοντα, με σταθερή απόδοση