Polprevodniški rele je rele s polprevodniškimi komponentami (kot so polprevodniške naprave) kot ključne komponente. V primerjavi s tradicionalnimi mehanskimi releji imajo polprevodniški releji številne razlike in prednosti. V nadaljevanju bodo podrobno opisani definicija, princip delovanja, struktura, prednosti in področja uporabe polprevodniških relejev.
1. Opredelitev polprevodniškega releja:
Polprevodniški rele (besedna okrajšava za sr), celotna sestava polprevodniškega releja je sestavljena iz polprevodniških elektronskih komponent, je nova vrsta stikalne naprave brez dotika nad industrijskimi električnimi napravami. Kaj je kontaktno stikalo, je v resnici uporaba elektronskih komponent (kot je preklopna trioda, dvosmerni nadzor silicija in druge polprevodniške naprave) značilnosti stikala, lahko dosežejo namen brez iskre, da se dotaknete in izklopite vezje, tako da je znan tudi kot "kontaktno stikalo". Polprevodniški rele je aktivna naprava s štirimi terminali, v kateri sta dva terminala vhodna krmilna konca, druga dva konca pa sta izhodna krmilna konca. Ima tako učinek ojačevalnega pogona kot učinek izolacije
2. Načelo delovanja polprevodniškega releja:
Polprevodniški rele je stikalo brez dotika. Njegov princip delovanja temelji na prevodnih značilnostih polprevodniške naprave. Vsebuje krmilno vezje in obremenitveno zanko. Ko se krmilni signal uporabi za krmilno vezje, ko rele deluje normalno, gre krmilni model skozi polprevodniški element v krmilnem vezju, nato pa lahko tok preide skozi obremenitveno vezje, da realizira delovanje stikala. Pravzaprav je mogoče stanje stikala nadzorovati s spreminjanjem velikosti vhodne krmilne napetosti.
3. Struktura polprevodniškega releja:
vnos:
Glede na različne kategorije vhodne napetosti lahko vhodno vezje razdelimo na vhodno vezje DC, vhodno vezje AC in vhodno vezje AC/DC. Nekatera vhodna krmilna vezja imajo tudi z TTL / CMOS, združljivo, pozitivno in negativno logično kontrolo in povratne funkcije, jih je mogoče preprosto povezati z logičnimi vezji TTL, MOS.
Za krmilni signal s fiksno krmilno napetostjo se sprejme uporno vhodno vezje. Krmilni tok je zagotovljen pri večjih od 5 mA. Za krmilni signal z velikim razponom variacije (kot je 3 ~ 32 V) je uporabljeno vezje s konstantnim tokom, ki zagotavlja, da tok zanesljivo deluje pri več kot 5 mA v celotnem območju variacije napetosti.
Izolacijska spojka
Izolacija in sklopitev vhodnega in izhodnega vezja polprevodniškega releja vključuje fotoelektrično sklopitev in transformatorsko sklopko: fotoelektrična sklopka običajno uporablja fotodiodo-fototriodo, fotodiodo-dvosmerni svetlobno nadzorovani silicij, fotovoltaično celico, ki uresničuje izolacijski nadzor med krmilno stranjo in stranjo obremenitve. Visokofrekvenčni transformatorski sklop uporablja visokofrekvenčni signal, povezan s sekundarjem, popravljen s preverjanjem valov, in logično vezje za oblikovanje pogonskega signala.
izhodno vezje
Stikalo za vklop SSR je neposredno povezano z napajalnikom in koncem bremena, kar omogoča vklop in izklop napajanja bremena. V glavnem uporablja visokozmogljive kristalne tranzistorje (tranzistor s stikalno cevjo), enosmerne (tiristor ali SCR), dvosmerne (triak), elektronke z učinkom močnostnega polja (MOSFET), bipolarne tranzistorje z izoliranimi vrati (IGBT). Izhodno vezje polprevodniškega releja lahko razdelimo tudi na izhodno vezje DC, izhodno vezje AC in izhodno vezje AC/DC. Glede na vrsto obremenitve ga lahko razdelimo na polprevodniški rele DC in polprevodniški rele AC. Za enosmerni izhod se lahko uporabljajo bipolarne naprave ali elektronke z učinki močnostnega polja, za izmenični izhod pa se običajno uporabljata dva SCR ali en dvosmerni SCR. Polprevodniški rele izmeničnega toka lahko razdelimo na enofazni polprevodniški rele izmeničnega toka in trifazni polprevodniški rele izmeničnega toka. Polprevodniški rele izmeničnega toka se lahko razdeli na naključne polprevodniške releje izmeničnega toka in polprevodniški rele z ničelnim tokom glede na čas prevodnosti in zaustavitve.
4. Razlike in prednosti:
(1) Hitrost: Odzivna hitrost polprevodniškega releja je hitrejša, ker ga krmilijo polprevodniške naprave in je mehanski rele brez mehanskih komponent. Zato lahko preklopna hitrost polprevodniškega releja doseže mikrosekundno raven, veliko višjo od milisekundne ravni mehanskega releja.
(2) Življenjska doba: ker ni mehanske strukture, je življenjska doba polprevodniškega releja daljša. Mehanski deli mehanskih relejev so nagnjeni k obrabi in so nagnjeni k okvari po dolgotrajni uporabi, medtem ko polprevodniški releji nimajo te težave, zato lahko zagotovijo daljšo življenjsko dobo.
(3) Tišina: mehanski rele v preklopnem procesu bo proizvedel zvok mehanskega udarca, polprevodniški rele nima mehanskega gibanja, polprevodniški rele ni kontaktno stikalo, ne bo zvoka udarca mehanskega releja. Ta polprevodniški rele ne bo proizvajal hrupa, bolj tiho.
(4) Prostornina: razlika nad glasnostjo v primerjavi z mehanskim relejem bo prostornina polprevodniškega releja manjša in bo zasedla manj prostora. Ima večjo prenosno naravo. Majhna velikost polprevodniškega releja prav tako omogoča doseganje večje gostote vezja v omejenem prostoru in ga je mogoče bolje uporabiti na nekaterih področjih z omejenim prostorom ali zahtevami velike teže.
(5) Zanesljivost: polprevodniški rele nima mehanskega kontakta, ni kontaktnega stikala. Polprevodniški releji ne poslabšajo svojega delovanja zaradi mehanske obrabe in ne morejo povzročiti pojava obloka, kar bistveno podaljša njihovo življenjsko dobo. Hitrost preklopa polprevodniškega releja je zelo visoka, kar lahko doseže odzivni čas od nekaj milisekund do nekaj mikrosekund in ima visoko zanesljivost in dolgo življenjsko dobo zaradi lastnih značilnosti elektronskih komponent. Struktura polprevodniškega releja je popolnoma zatesnjena, z dobro odpornostjo na vibracije in odpornost na mehanske udarce ter je primerna za delo v okolju z močnimi udarci in vibracijami. Lupina ima tudi dobre lastnosti za zaščito pred vlago, plesnijo in korozijo, primerna za vse vrste težkih okolij.
5. Področja uporabe:
Polprevodniški releji se pogosto uporabljajo na različnih področjih, vključno z:
(1) Nadzorni sistem industrijske avtomatizacije: krmilni sistem industrijske avtomatizacije potrebuje visoko hitrost, učinkovito delovanje stikala, polprevodniški rele lahko izpolni te zahteve in lahko prenese hrup industrijskega okolja, elektromagnetne motnje in druge neugodne dejavnike.
(2) Gospodinjski aparati: polprevodniški releji se pogosto uporabljajo v gospodinjskih aparatih, kot so električna peč, mikrovalovna pečica, električni grelnik vode itd. Zaradi svoje zanesljivosti in dolge življenjske lastnosti lahko izboljša življenjsko dobo in delovno učinkovitost gospodinjski aparati.
(3) Medicinska oprema: medicinska oprema ima visoke zahteve glede natančnosti in zanesljivosti, polprevodniški releji pa lahko zagotovijo bolj stabilen in natančen nadzor stikala, zato se pogosto uporablja v medicinski opremi.
(4) Močnostna elektronika: Postopoma se povečuje tudi uporaba polprevodniških relejev na področju močnostne elektronike, kot so frekvenčni pretvorniki, inverterji in polnilni piloti.
Skratka, polprevodniški releji so releji, ki uporabljajo polprevodniške naprave kot ključne komponente, s prednostmi visoke hitrosti, dolge življenjske dobe, tišine, majhnosti in visoke zanesljivosti. Široko se uporablja v industrijski avtomatizaciji, gospodinjskih aparatih, medicinski opremi in močnostni elektroniki. Zaradi teh lastnosti so polprevodniški releji idealna alternativa mehanskim relejem.
