Solid state relæer
Rollen som pålidelige afbrydere i moderne automationssystemer er meget vigtig. Med hensyn til moderne teknologiske områder, såsom kommunikationssystemer, forbruger- og bilelektronik eller industriel automation, er der overalt en gradvis, men klar overgang fra velkendte skifteordninger til konventionelle. elektromagnetiske relæer og flytning af kontaktstartere til mere pålidelige koblingsværktøjer såsom solid state-relæer.
Halvledere til højre erstatter mekaniske omskiftnings- og kontrolenheder, selv i kredsløb med kraftige strømbelastninger, fordi processen med at forbedre halvledere hvert år behager højere og højere egenskaber ved strømafbrydere.
Halvlederrelæet indeholder i sit design kraftige strømafbrydere, der med succes erstatter kontakterne på traditionelle elektromagnetiske relæer, startere og kontaktorer. Disse avancerede solid state-relæer kan skifte belastninger op til 250 ampere, mens de er mere pålidelige.
Den galvaniske isolering af kontrol- og executive-kredsløbene kræver ikke yderligere isoleringsforanstaltninger for et sådant relæ. Solid state relæer tjener som en grænseflade, hvor lavspændingskontrolkredsløbene og højspændingsstrømkredsløbene er isoleret fra hinanden. Strukturen af solid-state relæer fra forskellige producenter er relativt ens, og alle relæer af denne type har kun meget små forskelle.
Indgangskredsløbet til et sådant solid-state relæ kan bestå af en modstand i serie med en optokobler, eller det kan være mere komplekst. Indgangskredsløbets funktion er at modtage et styresignal til efterfølgende omskiftning.
Længere nede i kredsløbet er optisk isolation, som giver isolation mellem indgangs-, mellem- og udgangskredsløbene på solid state-relæet. Indgangssignalet behandles af et triggerkredsløb, der styrer omskiftningen af solid state relæudgangen.
Koblingskredsløbet leverer spænding til belastningen. Normalt består denne del af en transistor, tyristor eller triac.
For pålidelig drift af solid-state relæer under forskellige forhold, herunder induktive belastninger, kræves et beskyttelseskredsløb. Men på trods af tilstedeværelsen af et beskyttende kredsløb i alle solid-state relæer, er der stadig forskellige modifikationer, og nogle af disse relæer tillader ikke induktive belastninger, mens andre er specielt tilpasset til dem.
Strømhalvledere har en vis indre modstand, så når belastningen skiftes, varmes solid-state relæet op. Ved opvarmning over 60 grader Celsius falder den tilladte værdi af den omkoblede strøm, derfor kræver et sådant relæ under svære driftsforhold yderligere varmeafledning.En radiator eller endda luftkøling bruges til dette.
For induktive belastninger anbefales det at give en reserve af tilladt strøm 2-4 gange, og hvis vi taler om styring af en asynkron motor, så skal reserven af strøm være ti gange.
Strømspænding ved styring af en kraftig belastning af aktiv karakter elimineres ved at bruge et nulstrømskoblingsrelæ, sådanne relæer er udstyret med en ekstra triggerkredsløbskontrolenhed, der forhindrer overbelastningsstart. Men når man styrer en belastning af kapacitiv eller induktiv karakter, skal der tilvejebringes en betydelig strømmargin.
Som regel har et DC-relæ med en konstant strøm allerede en reserve til en kortvarig (ikke mere end 10 millisekunder) tredobbelt stigning i mærkestrømmen, når den er overbelastet ved opstart, og tyristorrelæer - tidoblet.
For modstand mod impulsstøj er et RC-kredsløb installeret i et solidt relæ parallelt med udgangskredsløbet, men for mere pålidelig beskyttelse er det nødvendigt at forbinde eksterne varistorer parallelt med hver af faserne af et sådant relæ.
Den tekniske dokumentation fra producenten indeholder som regel alle de omfattende data om egenskaberne for et bestemt solidt relæ og dets tilladte driftsformer og anvendelsesområder generelt.