Opto-relæ med lav modstand. Solid state relæ

Solid state relæ (SSR) eller i den borgerlige version Solid State Relay (SSR)- dette er en speciel type relæ, der udfører de samme funktioner som et elektromagnetisk relæ, nDen har en anden fyldning, bestående af halvlederradioelementer, som indeholder strømafbrydere baseret på tyristorer, triacer eller kraftige transistorer.

Typer af TTP

TTP'er kan se anderledes ud. Nedenfor på billedet er svagstrømsrelæer

Sådanne relæer bruges i printplader og er designet til at skifte (omskifte) lav strøm og spænding.

Færdige input-output-moduler, som bruges i industriel automation, er også bygget på TTR.

Og sådan ser relæer ud, der bruges i effektelektronik, altså i elektronik, der skifter store strømme. Sådanne relæer bruges i industrien i styreenheder til CNC-maskiner og andre industrielle installationer

Til venstre er et enfaset relæ, til højre er et trefaset.

Hvis en anstændig mængde strøm løber gennem strømrelæernes skiftede kontakter, bliver relælegemet meget varmt. Derfor, for at forhindre relæer i at overophede og svigte, placeres de på radiatorer, som afgiver varme til det omgivende rum.

TSR efter kontroltype

SSR'er kan styres ved hjælp af:

1) Jævnstrøm. Dens rækkevidde er fra 3 til 32 volt.

2) Vekselstrøm. AC-området er fra 90 til 250 volt. Det vil sige, at sådanne relæer kan styres sikkert ved hjælp af en netspænding på 220 V.

3) Brug af en variabel modstand. Værdien af den variable modstand kan være i intervallet fra 400 til 600 Kilohm.

TSR ved at skifte type

Med nulkrydskobling

Se nøje på diagrammet

Sådanne SSR'er skifter vekselstrøm ved udgangen. Som du kan se her, når vi anvender en konstant spænding til indgangen til et sådant relæ, sker skift ved udgangen ikke med det samme, men kun når vekselstrømmen når nul. Nedlukning sker på lignende måde.

Hvorfor bliver dette gjort? For at reducere påvirkningen af interferens på belastningerne og reducere pulsstrømmen, hvilket kan føre til belastningssvigt, især hvis belastningen er et kredsløb baseret på halvlederradioelementer.

Forbindelsesdiagrammet og den interne struktur for en sådan SSR ser sådan ud:

DC kontrol

AC kontrol

Øjeblikkelig på

Alt er meget enklere her. Sådan et relæ begynder straks at skifte belastningen når der vises styrespænding på den. Diagrammet viser, at udgangsspændingen dukkede op med det samme, så snart vi påførte styrespændingen til indgangen. Når vi allerede fjerner styrespændingen, slukker relæet på samme måde som SSR med nulgennemgangskontrol.

Hvad er ulempen ved denne TTP? Når en styrespænding påføres indgangen, kan der forekomme strømstød ved udgangen og som et resultat elektromagnetisk interferens. Derfor anbefales denne type relæ ikke til brug i radio-elektroniske enheder, hvor der er datatransmissionsbusser, da interferens i dette tilfælde kan forstyrre transmissionen af informationssignaler betydeligt.

Den interne struktur af SSR og bser nogenlunde sådan ud:

Fasestyret SSR

Alt er meget enklere her. Ved at ændre modstandsværdien ændrer vi derved effekten ved belastningen.

Et omtrentligt forbindelsesdiagram ser således ud:

Solid State relædrift

På besøg hos os er TTR-virksomheden FOTEK:

Lad os se på dens notation. Her er en lille tipplade til disse typer relæer

Lad os se på vores TTP igen

SSR- dette betyder et enfaset solid state relæ.

40 - dette er den maksimale strømstyrke, den er designet til. Den måles i ampere og er i dette tilfælde 40 ampere.

D– type styresignal. Ud fra betydningen af jævnstrøm - som er borgerlig - jævnstrøm. Ledelsen er i gang permanent strøm fra 3 til 32 volt. Dette udvalg er nok for den mest ivrige udvikler af elektronisk udstyr. For dem, der er særligt langsomme, står der endda Input, der viser rækkevidden og faseringen af spændingen. Som du kan se, anvender vi "plus" på kontakt nr. 3 og "minus" på nr. 4.

EN– type koblet spænding. Alternativ strøm - vekselstrøm. I dette tilfælde klynger vi os til konklusion nr. 1 og nr. 2. Vi kan skifte området fra 24 til 380 volt variabel spænding.

Til eksperimentet skal vi bruge en 220 Volt glødelampe og et simpelt stik med en ledning. Vi forbinder lampen med ledningen på kun ét sted:

Vi indsætter vores solid state-relæ i hullet

Vi sætter stikket i stikkontakten og...

Nej... han vil ikke... Der mangler noget...

Ikke nok styrespænding! Vi udsender spænding fra strømforsyningen fra 3 til 32 volt jævnspænding. I dette tilfælde tog jeg 5 volt. Jeg ansøger om at kontrollere kontakter og...

Åh mirakel! Lyset tændte! Det betyder, at kontakt nr. 1 lukkes med kontakt nr. 2. LED'en på selve relæets krop fortæller os også, at relæet er udløst.

Jeg spekulerer på, hvor meget strøm relækontrolkontakterne bruger? Så vi har 5 volt på blokken.

Og strømmen viste sig at være 11,7 milliampere! Du kan i det mindste kontrollere det!

Fordele og ulemper ved solid state relæer

fordele

tænde og slukke for kredsløb uden elektromagnetisk interferens
Høj ydeevne
fravær af støj og kontaktsprængning
lang driftsperiode (over en MILLIARD operationer)
mulighed for at arbejde i eksplosive miljøer, da der ikke er nogen lysbueudledning
lavt strømforbrug (95 % (!) mindre end konventionelle relæer)
pålidelig isolation mellem input og switchede kredsløb
Kompakt, forseglet design, modstandsdygtig over for vibrationer og stødbelastninger
lille størrelse og god varmeafledning (hvis du selvfølgelig bruger termisk pasta og en god køleplade)

Minusser:

høj omkostning

Hvor kan man købe et solid state relæ

Du kan altid finde alle typer solid-state relæer på Ali på det her link.

Når du skriver denne artikel, er oplysninger hentet fra

International Rectifier, en designer og producent af kraftelektronik siden 1947, producerer et stort udvalg af opto-relæer til alle slags applikationer. De mest populære af dem kan opdeles i følgende grupper:

Hurtigt skuespil (PVA, PVD, PVR);

Generelle formål (PVT);

Lavspænding medium effekt (PVG, PVN);

Kraftig højspænding (PVX).

PVA33: hurtigvirkende relæ
til signalomskiftning

AC Relæ serie PVA33— enkelt pol, normalt åben. Designet til generelle analoge signalskifteformål.

Funktionsprincippet for enheden er som følger (fig. 1). Spændingen påført relæindgangen får strøm til at strømme gennem galliumarsenid LED (GaAlAs), hvilket resulterer i en intens glød af sidstnævnte. Lysstrømmen rammer en integreret fotovoltaisk generator (IGG), som skaber en potentialforskel mellem porten og udgangskontaktens kilde og derved overfører sidstnævnte til en ledende tilstand. Power MOSFET-transistorer (HEXFET - patenteret IR-teknologi) bruges som strømudgangskontakter. På denne måde opnås fuldstændig galvanisk isolation af indgangskredsløbene fra udgangskredsløbene.

Ris. 1.

Fordelene ved en sådan løsning sammenlignet med konventionelle elektromekaniske og reed-relæer er en betydelig stigning i levetid og hastighed, reduktion i effekttab og minimering af størrelse. Disse fordele forbedrer kvaliteten af produkter udviklet til en række applikationer, såsom signalmultipleksing, automatiseret testudstyr, dataindsamlingssystemer og andre.

Spændingsniveauet, som relæerne i denne serie er i stand til at skifte, ligger i området fra 0 til 300 V (amplitudeværdi) af både vekselstrøm og jævnstrøm. I dette tilfælde bestemmes minimumsniveauet (ved konstant strøm) af modstanden af kanalen på udgangstransistorerne, som i gennemsnit er omkring 1 ohm (maksimalt op til 20 ohm).

Enhedens dynamiske egenskaber bestemmes af tænd-sluk-tiden, som er omkring 100 μs. Således kan den garanterede relæskiftefrekvens nå 500 Hz eller mere.

Den maksimale frekvens af det switchede signal afhænger hovedsageligt af frekvensegenskaberne for de anvendte transistorer, og for MOS-omskiftere når hundredvis af kilohertz. Relæerne leveres i 8-bens DIP-pakker og fås i to versioner: gennemgående hul og overflademontering.

PVT312: telekommunikationsrelæ
generelle formål

Fotoelektrisk relæ PVT312, enkeltpolet, normalt åben, kan bruges på både jævn- og vekselstrøm.

Dette solid state-relæ er specielt designet til brug i telekommunikationssystemer. Relæ serie PVT312L(med suffikset "L") bruger aktive strømbegrænsende kredsløb, som gør det muligt for dem at modstå forbigående strømstød. PVT312 fås i en 6-bens DIP-pakke.

Anvendelser: telekommunikationsnøgler, triggere, generelle koblingskredsløb.

Tilslutningsdiagrammer kan være af tre typer (fig. 2). I det første tilfælde er to chipnøgler forbundet i serie. På grund af symmetrien tillader dette det resulterende kredsløb at skifte vekselspænding. Denne type kredsløb kaldes en type "A" forbindelse. Type "B" adskiller sig ved, at kun én af de to chipnøgler bruges. Dette giver dig mulighed for at skifte en større, men kun jævnstrøm. I den tredje mulighed (type "C") er tasterne forbundet parallelt, hvorved den maksimalt mulige strømværdi øges.

Ris. 2.

PVG612: lavspændings mellemspændingsrelæ
strøm til AC

Fotoelektrisk relæ-serie PVG612 - unipolære, normalt åbne solid state relæer. De kompakte enheder i PVG612-serien bruges til isoleret omskiftning af strømme op til 1 A med spændinger fra 12 til 48 V AC eller DC.

Relæer af denne type er interessante ved, at de er i stand til at skifte relativt store (til denne type enhed) vekselstrømme, mens de opretholder den driftshastighed, der er iboende i løsninger baseret på MOS-transistorer.

PVDZ172N: lavspændingsmedium
strøm til DC

Relæer i denne serie (fig. 3), i modsætning til dem, der er beskrevet ovenfor, er designet til kun at skifte strømme med konstant polaritet med en effekt på op til 1,5 A og en spænding på op til 60 V. For eksempel bruges disse relæer til at styre belysningsapparater, motorer, varmeelementer osv. .d.

Ris. 3.

PVDZ172N Fås i normalt åbent, enkeltpolet design i 8-bens DIP-pakker.

Andre mulige anvendelser: lydudstyr, strømforsyninger, computere og perifere enheder.

PVX6012: til tunge belastninger

Til store lavfrekvente belastninger tilbyder IR fotoelektrisk relæ PVX6012(Fig. 4) (enkeltpolet, normalt åben). Enheden bruger en udgangskontakt baseret på en isoleret gate bipolær transistor (IGBT), som gør det muligt at opnå et lavt spændingsfald i tændt tilstand og strømme med lavt tab i lukket tilstand ved en ret høj driftshastighed (7 ms på / 1 ms fra).

Ris. 4.

PVX6012 fås i en 14-bens DIP-pakke, som interessant nok kun bruger fire ben - denne løsning giver mulighed for bedre afkøling af enheden.

Hovedanvendelser omfatter: testudstyr; industriel kontrol og automatisering; udskiftning af elektromekaniske relæer; udskiftning af kviksølvrelæer.

PVI: fotoisolator til ekstern
taster med høj effekt

Enheder i denne serie er ikke relæer i ordets rette betydning. Det vil sige, at de ikke er i stand til at pendle store energistrømme ved hjælp af små. De giver kun galvanisk isolering af input fra output, deraf deres navn - fotoelektrisk isolator (fig. 5).

Ris. 5.

Hvorfor er sådan en "undertillid" nødvendig? Faktum er, at enhederne i PVI-serien ved modtagelse af et indgangssignal producerer en elektrisk isoleret jævnspænding, som er tilstrækkelig til direkte at styre portene til højeffekt MOSFET'er og IGBT'er. Faktisk er dette et opto-relæ, men uden en udgangskontakt, som udvikleren kan bruge en separat transistor til dens effekt.

PVI'er er ideelle til applikationer, der kræver højstrøms- og/eller højspændingskobling med optisk isolering mellem styrekredsløb og højeffektbelastningskredsløb.

Hertil kommer seriens isolator PVI1050N indeholder to samtidigt styrede udgange, hvilket gør det muligt at forbinde dem i serie eller parallelt for at give en højere styrestrøm (MOC) eller en højere styrespænding (IGT). Således kan man faktisk få et udgangssignal på 10 V/5 μA ved seriekobling og 5 V/10 μA ved parallelkobling.

De to udgange på PVI1050N kan bruges hver for sig, forudsat at potentialforskellen mellem udgangene ikke overstiger 1200 VDC.Input-output isolationen er 2500 VDC.

Enheder i denne serie produceres i 8-bens DIP-pakker og bruges til at organisere styringen af kraftige belastninger, spændingsomformere osv.

PVR13: dobbelt hurtigvirkende relæ

Hovedtræk ved denne serie er tilstedeværelsen af to uafhængige relæer i et hus (fig. 6), som hver kan tilsluttes som type "A", "B" eller "C" (for en forklaring af typerne, se ovenfor i beskrivelsen af PVT312). Maksimal koblingsspænding 100 V (DC/AC), strøm 300 mA. Ellers er dette relæ tæt på PVA33 i omfang og karakteristika og er også beregnet til at skifte analoge signaler med mellemfrekvens (op til hundredvis af kilohertz).

Ris. 6.

Fås i 16-bens DIP-pakker med stifter til montering gennem hul.

De vigtigste egenskaber ved IR optoelektroniske relæer er præsenteret i tabel 1.

Tabel 1. Parametre for IR optoelektroniske relæer

Egenskaber	PVA33	PVT312	PVG612N	PVDZ172N	PVX6012
Indgangsegenskaber
Minimum styrestrøm, mA	1…2	2	10	10	5
Maks. styrestrøm for at være i lukket tilstand, mA	0,01	0,4	0,4	0,4	0,4
Styrestrømområde (strømbegrænsning påkrævet!), mA	5…25	2…25	5…25	5…25	5…25
Maksimal omvendt spænding, V	6	6	6	6	6
Output egenskaber
Driftsspændingsområde, V	0…300	0…250	0…60	0…60 (konstant)	280 (AC)/400 (DC)
Maksimal kontinuerlig belastningsstrøm ved 40°C, A	0,15	-	-	1,5	1
En konn. (post eller variabel)	-	0,19	1	-	-
I forbindelse (hurtig.)	-	0,21	1,5	-	-
Med tilslutning (hurtig.)	-	0,32	2	-	-
Maksimal pulsstrøm, A	-	-	2,4	4	ikke en gentagelse. 5 A (1 sek.)
Modstand i åben tilstand, ikke mere, Ohm	24	-	-	0,25	-
En konn.	-	10	0,5	-	-
I forbindelse	-	5,5	0,25	-	-
Med tilslutning	-	3	0,15	-	-
Modstand i lukket tilstand, ikke mindre, MOhm	10000	-	100	100	-
Tænd tid, ikke mere. Frk	0,1	3	2	2	7
Nedlukningstid, ikke mere, frk	0,11	0,5	0,5	0,5	1
Udgangskapacitans, ikke mere, pF	6	50	130	150	50
Spændingsstigningshastighed, ikke mindre, V/µs	1000	-	-	-	-
Andet
Elektrisk styrke af isolering "input-output", V (SCR)	4000	4000	4000	4000	3750
Isolationsmodstand, input-output, 90 V DC, ohm	1012	1012	1012	1012	1012
Input-output kapacitans, pF	1	1	1	1	1
Maksimal kontaktloddetemperatur, °C	260	260	260	260	260
Driftstemperatur, °C	-40…85	-40…85	-40…85	-40…85	-40…85
Opbevaringstemperatur, °C	-40…100	-40…100	-40…100	-40…100	-40…100

Anvendelse af optoelektroniske relæer IR

Kontrolsystemer. I ACS-grænseflader er et af de presserende problemer organiseringen af kommunikationen mellem kontrol- og switchede kredsløb, hvilket sikrer pålidelig galvanisk isolation. Det vil sige, at det er nødvendigt at organisere transmissionen af information (for eksempel et signal til en aktuator) uden elektrisk kontakt. Et af de første enheder af denne art var elektromekaniske relæer, hvor information blev transmitteret via et magnetfelt. Tilstedeværelsen af mekaniske dele førte imidlertid til gnistkontakter og lav ydeevne af sådanne systemer.

Brugen af signaltransmission gennem en lysflux (optoelektroniske relæer) i automatiserede kontrolsystemgrænseflader (fig. 7) sammenlignet med elektromekaniske kontakter giver højere pålidelighed, koblingshastighed, holdbarhed og bedre vægt- og størrelsesindikatorer; og fordelen i sammenligning med elektroniske afbrydere er fraværet af et fælles punkt og gensidig påvirkning af kredsløb under omskiftning.

Ris. 7.

Tilstedeværelsen af galvanisk isolering i styresystemet er en af de vigtige egenskaber ved kontakten, fordi giver dig mulighed for at oprette separate kontrolstrømme, hvilket igen gør det muligt at sikre elektrisk uafhængighed af informations- og ledelseszonerne i systemet. Optisk galvanisk isolering isolerer mikroelektronisk kontroludstyr fra højstrøms- og højspændingskredsløb af perifere udførelsesenheder, hvilket fører til øget støjimmunitet, levetid og reduceret pris på sådant udstyr.

Ris. 8.

En anden nødvendig funktion i måleudstyr er at skifte driftstilstande (måleområde, forstærkning, forbindelsestype osv.), som tidligere blev udført mekanisk. For at måle spænding forbindes eksempelvis et voltmeter til kredsløbet parallelt, mens måleudstyret skal seriekobles til kredsløbet for at måle strøm. I nogle instrumenter, for at implementere en sådan switch, var det nødvendigt at bruge en anden input, mekanisk omskiftning af målelinjen. Dette er ret ubelejligt, hvis den målte parameter ændres ofte, så brugen af optoelektroniske relæer effektivt kan løse dette problem, hvilket væsentligt øger enhedens brugervenlighed.

På den anden side skyldes behovet for at bruge opto-relæer i dataindsamlingssystemer ofte den høje sandsynlighed for beskadigelse af måleudstyrets følsomme indgangskredsløb (analog-til-digital og frekvensomformere). En sådan uønsket effekt kan for eksempel opstå på grund af den lange længde af lederne fra den primære transducer til måleelementet, hvilket bidrager til induktion af elektrostatisk interferens. Derudover kan både transiente processer under tænding/slukning af udstyret og fejl i dets brug, f.eks. tilstedeværelsen af et indgangssignal med stor amplitude under en strømafbrydelse, have en betydelig indflydelse.

Alle disse faktorer fører til behovet for at bruge galvanisk isolering. Et eksempel er PVT312L-seriens relæ med et indbygget aktivt bølgestrømsundertrykkelseskredsløb, som effektivt kan bruges i enheder forbundet med lange ledere eller opererer under vanskelige elektromagnetiske forhold (kablede miljøovervågningssystemer i virksomheder, industrielle måletransducere).

Telekommunikation. Brugen af opto-relæer inden for kommunikation er også et lovende område. Der er flere unikke funktioner, der effektivt kan implementeres ved at bruge fordelene ved et opto-relæ. Dette inkluderer galvanisk isolering mellem modemmet og telefonlinjen for at forhindre skader forbundet med elektrostatiske (herunder lyn) udladninger; implementering af telefonudstyrs specifikke funktioner (puls- og toneopkald, forbindelse og fastlæggelse af linjestatus) osv.

Konklusion

I de senere år har der været en tendens til en konstant stigning i efterspørgslen efter optoelektroniske relæer fra IR. De vigtigste forbrugere af solid-state relæer er de industrielle giganter i vores land - instrumentfremstilling og transportvirksomheder, store statsselskaber Rostelecom, Rosatom, Russian Railways. Producenter værdsætter bekvemmeligheden og den høje tekniske ydeevne af IR-relæer til industrielle applikationer.

På den anden side vokser kravene til pålideligheden af elektronisk udstyr fra militær- og rumfartsindustrien konstant. Problemstillingen er meget relevant, hvilket kræver specifikke tekniske løsninger, der vil reducere udstyrsfejl under drift. Ingen af eksperterne tvivler på, at solid-state relæer kan øge pålideligheden af specialudstyr.

Et optorelæ er en elektronisk analog til et elektromekanisk relæ. Opto-relæets diskrete udgang er en elektronisk analog af en normalt åben (SPST_NO) eller normalt lukket (SPST_NC) enkeltkontakt. Normal stand i ovenstående termer skal forstås som starttilstanden for et ubelyst opto-relæ. For opto-relæet og den tilsvarende diskrete udgang er de maksimalt tilladte spændinger og strømme for aktuatorkredsløbet altid specificeret. Sammenlignet med en optokobler bruges et opto-relæ normalt til at skifte relativt højstrøms styre- og signaleringskredsløb.

Ovenstående figur viser udgangsdelen af et universelt opto-relæ, som kan tilsluttes på forskellige måder til både et jævn- og vekselstrømskredsløb. Indgangsdelen af opto-relæet er en lysdiode forbundet på styresiden gennem lysledende galvanisk isolering.

AC-tilslutningen af opto-relæet omtales normalt som forbindelsen for AC-kredsløb, som vist i figuren nedenfor. Udgangskredsløbet for AC opto-relæet er normalt to-leder. Et sådant opto-relæ vil også fungere i et DC-kredsløb, og strømmens retning betyder ikke noget. I figurerne: U er spændingskilden, og Rн er belastningsmodstanden.

Det tre-leder opto-relæ udgangskredsløb kan også tilsluttes til et DC-kredsløb, som vist i figuren nedenfor. Denne DC-forbindelse til jævnstrøm er mere optimal sammenlignet med AC-forbindelsen, da den giver en lavere lukket-tilstandsmodstand for optokoblerens udgangskredsløb.

Forkert tilslutning af DC opto-relæet (hvis polerne på spændingskilden U ændres i figuren ovenfor) vil svare til en permanent lukket tilstand af optokoblerens udgang, da beskyttelsesdioden i optokobleren, ikke vist på figuren, vil åbne. Den maksimalt tilladte strøm i denne tilstand skal dog altid tages i betragtning.

Dette output gælder for passiv, da han ikke selv sender elektrisk energi ind i udgangskredsløbet. Denne udgang ændrer sin modstand (høj-lav), hvilket betyder, at den kræver inklusion i kredsløbet af en ekstern spændingskilde eller nuværende for at få det tilsvarende binært styresignal. På den anden side er et opto-relæ, som en elektronisk komponent, aktivt, fordi det kræver en tilstrømning af energi til dets drift.

Typisk responstid Det optiske relæ er i intervallet millisekunder. I løbet af responstid opto-relæet gennemgår en forbigående forandringsproces udgangsmodstand opto-relæet, og i løbet af denne tid kan opto-relæet sprede mere effekt, når strømmen i styrekredsløbet er høj. For ikke at overophede opto-relæet, bør du ved styring ikke tillade skiftetidsintervaller, der er for korte - mindre end eller sammenlignelige med responstid.

En optokobler (også kaldet en optokobler) er en elektronisk enhed designet til at konvertere elektriske signaler til lys, transmittere dem gennem optiske kanaler og genkonvertere signalet tilbage til elektrisk. Designet af en optokobler indebærer tilstedeværelsen af en speciel lysemitter (i moderne enheder bruges lysdioder til dette; tidligere modeller var udstyret med små glødelamper) og en enhed, der er ansvarlig for at konvertere det modtagne optiske signal (fotodetektor). Begge disse komponenter kombineres ved hjælp af en optisk kanal og et fælles hus.

Klassificering af typer optokoblere

Der er flere karakteristika, hvorefter optokoblermodeller kan opdeles i flere grupper.

Afhængig af graden af integration:

elementær optokobler - omfatter 2 eller flere elementer forenet af et fælles hus;
optokobler integreret kredsløb - designet består af en eller flere optokoblere og kan derudover også udstyres med komplementære elementer (for eksempel en forstærker).

Afhængigt af typen af optisk kanal:

Optisk kanal af åben type;
Lukket optisk kanal.

Afhængigt af typen af fotodetektor:

Fotomodstand (eller blot modstandsoptokoblere);
Fotodiode optokoblere;
Fototransistor (ved anvendelse af en konventionel eller sammensat bipolær fototransistor) optokoblere;
eller fototriac optokoblere;
Optokoblere, der fungerer ved hjælp af en fotovoltaisk generator (solbatteri).

Designet af enheder af sidstnævnte type er ofte suppleret med felteffekttransistorer, den samme generator er ansvarlig for at styre porten.

Fototriac optokoblere eller dem udstyret med felteffekttransistorer kan kaldes "optorelays" eller "".

Fig. 1: Optokoblingsanordning

Optoelektroniske enheder fungerer forskelligt afhængigt af hvilken af de to typer retninger de tilhører:

Elektro-optisk.

Driften af enheden er baseret på princippet, ifølge hvilket lysenergi omdannes til elektrisk energi. Desuden udføres overgangen gennem et fast legeme og de interne fotoelektriske effektprocesser, der forekommer i det (udtrykt i emission af elektroner fra stoffet under påvirkning af fotoner) og glødeffekten under påvirkning af et elektrisk felt.

Optisk.

Enheden fungerer gennem den subtile interaktion mellem faste stoffer og elektromagnetisk stråling, såvel som ved hjælp af laser, holografiske og fotokemiske enheder.

Fotoniske elektroniske computere er samlet ved hjælp af en af to kategorier af optiske elementer:

Optokoblere;
Kvanteoptiske elementer.

De er modeller af enheder i henholdsvis den elektron-optiske og den optiske retning.

Hvorvidt optokobleren vil transmittere signalet lineært, bestemmes af egenskaberne for fotodetektoren, der er indbygget i designet. Den største transmissionslinearitet kan forventes fra modstandsoptokoblere. Som et resultat er processen med at betjene sådanne enheder mest bekvem. Et trin lavere er modeller med fotodioder og enkelte bipolære transistorer.

For at sikre driften af pulserende enheder anvendes optokoblere baseret på bipolære eller felteffekttransistorer, da der ikke er behov for lineær signaltransmission.

Endelig er fotothyristor optokoblere monteret for at sikre galvanisk isolering og sikker drift af enheden.

Ansøgning

Der er mange områder, hvor brugen af optokoblere er nødvendig. Denne anvendelsesbredde skyldes, at de er elementer, der har mange forskellige egenskaber, og hver af deres kvaliteter har et separat anvendelsesområde.

Fiksering af mekanisk stød (der anvendes enheder udstyret med en åben optisk kanal, som kan blokeres (udøve en mekanisk påvirkning), hvilket betyder, at selve enheden kan bruges som en sensor):
- Tilstedeværelsesdetektorer (detektering af tilstedeværelse/fravær af papirark i printeren);
- Slut(start)punktdetektorer;
- Tællere;
- Diskrete speedometre.
Galvanisk isolation (brugen af optokoblere gør det muligt at transmittere et signal, der ikke er relateret til spænding; de giver også kontaktløs kontrol og beskyttelse), som kan leveres af:
- Optokobler (i de fleste tilfælde brugt som informationssender);
- Optorelay (mest velegnet til styring af signal- og strømkredsløb).

Optokoblere

Brugen af transistor eller integrerede optokoblere er især vigtig, hvis det er nødvendigt at sørge for galvanisk isolering i et signalkredsløb eller et kredsløb med lav styrestrøm. Et kontrolelements rolle kan udføres af tre-elektrode halvlederenheder, kredsløb, der styrer diskrete signaler, såvel som kredsløb med særlig specialisering.

Fig2: Optokoblere 5000 Vrms 50mA.

Parametre og driftsfunktioner for optokoblere

Baseret på det nøjagtige design af enheden kan dens elektriske styrke bestemmes. Dette udtryk refererer til værdien af den spænding, der opstår mellem indgangs- og udgangskredsløbene. Således demonstrerer producenter af optokoblere, der giver galvanisk isolering, en række modeller med forskellige huse:

SSOP;
Miniflad-bly.

Afhængigt af hustype genererer optokobleren en eller anden isolationsspænding. For at skabe forhold, hvor spændingsniveauet, der er tilstrækkeligt til at forårsage isolationsnedbrud, var højt nok, bør optokobleren designes således, at følgende dele er placeret tilstrækkeligt langt fra hinanden:

og optisk optager;
Indvendig og udvendig side af sagen.

I nogle tilfælde kan du finde optokoblere fra en specialiseret gruppe, fremstillet i overensstemmelse med internationale sikkerhedsstandarder. Niveauet af elektrisk styrke for disse modeller er en størrelsesorden højere.

En anden væsentlig parameter for en transistoroptokobler kaldes "strømoverførselskoefficienten". I henhold til værdien af denne koefficient er enheden klassificeret i en eller anden kategori, hvilket afspejles i modelnavnet.

Der er ingen begrænsninger med hensyn til niveauet af den lavere driftsfrekvens for optokoblere: de fungerer godt i et kredsløb med jævnstrøm. Og den øvre grænse for driftsfrekvensen for disse enheder, der er involveret i transmission af signaler af digital oprindelse, beregnes i hundredvis af megahertz. For lineære optokoblere er dette tal begrænset til titusinder af megahertz. For de langsomste designs, inklusive en glødelampe, spilles den mest typiske rolle af lavfrekvente filtre, der fungerer ved frekvenser, der ikke når 10 Hz

Transistor optokobler og den støj den producerer

Der er to hovedårsager til, at driften af et transistorpar er ledsaget af støjeffekter:

For at overvinde den første årsag skal du installere en speciel skærm. Den anden elimineres gennem en korrekt valgt driftstilstand.

Optorelæ

Et opto-relæ, også kendt som et solid state-relæ, bruges normalt til at regulere driften af et kredsløb med store styrestrømme. Kontrolelementets rolle her udføres normalt af to MOSFET-transistorer med back-to-back-forbindelser; denne konfiguration sikrer evnen til at fungere under vekselstrømsforhold.

Fig. 3: Optorelæ KR293 KP2V

Klassificering af typer opto-relæer

Tre typer topologier er defineret for opto-relæer:

Normalt åben Det antages, at styrekredsløbet kun vil lukke, når styrespændingen påføres lysdiodens terminaler.
Normalt lukket Det antages, at styrekredsløbet kun åbner, når styrespændingen påføres lysdiodens terminaler.
Skifter Den tredje topologi involverer en kombination af normalt lukkede og normalt åbne kanaler.

Et opto-relæ har ligesom en optokobler en elektrisk styrkekarakteristik.

Typer af opto-relæer

Standard type modeller;
Modeller med lav modstand;
Modeller med lav CxR;
Modeller med lav forspænding;
Modeller med høj isolationsspænding.

Anvendelsesområder for opto-relæer

Modem;
Måleanordning;
Interface med aktuatoren;
Automatiske telefoncentraler;
El-, varme-, gasmåler;
Signalafbryder.

Skriv kommentarer, tilføjelser til artiklen, måske er jeg gået glip af noget. Tag et kig på, jeg vil blive glad, hvis du finder noget andet brugbart på min.

Ofte kræves der små enheder med et højt pålidelighedsniveau for at betjene og styre forskelligt udstyr. Små faststofrelæer af jævn- og vekselstrøm bruges i industrien og hverdagen; de kan nemt laves og installeres med dine egne hænder.

Funktionsprincip

Et lille solid-state eller lukket relæ er en enhed til styring af forskellige mekanismer ved hjælp af halvlederelementer. Dette er netop hovedforskellen mellem sådanne relæer og konventionelle. Konventionelle bruger kontakter, der periodisk lukker og åbner for at betjene enhver elektrisk mekanisme. I solid-state modeller spilles denne rolle af tyristorer, transistorer og triacs.

Video: test af solid state relæ.

Solid state relæer fås i trefaset, enkeltfaset, DC og AC (ESR og HPR). Afhængigt af anvendelsesområdet ændres deres funktionsprincip følgelig. Princippet for drift af et solid-state relæ er som følger: når der modtages et elektrisk signal ved indgangen, tændes triggernetværket og optokobleren. I betragtning af at impulser transmitteres kontaktløst, sker der galvanisk isolation mellem halvlederne, som forsvinder, når dioden eller optokobleren tændes. Denne handling ændres ikke afhængigt af brugen af transistorer eller triacs.

Som nævnt ovenfor kommer de også i enkelt- og trefasede:

Derudover kan regulatoren installeres på forskellige overflader, hvilket også varierer dets anvendelsesområde. Nogle kan monteres på DIN-skinne, mens de fleste kompakte solid state-modeller kan "stiftes" direkte ved hjælp af en speciel strimmel.

Fordele ved et solid state relæ:

Holdbarhed. Uden fysisk kontakt på grund af manglende kobling kan enheden udføre et større antal tænd- og sluk-kontakter. Dette optoelektroniske relæ kan lave op til titusindvis af forbindelser;
Denne analog af et konventionelt relæ vil give højkvalitets kontaktløs forbindelse og belastningskontrol;
Afhængigt af strømstyrken og strømtypen kan enheden bruges til en blød overgang mellem jævnstrøm og vekselstrøm. Glat er overgangen, hvor, med et fald i frekvensen og retningen af ladede partikler, det signal, der ankommer til indgangen, bevares så meget som muligt;
Bredt anvendelsesområde. Det kan bruges i forskellige industrier, indenlandske forhold osv.;
De kan modstå overbelastninger endda 200 % højere end nominelt specificeret.Selv efter adskillige overbelastninger behøver de ikke udskiftes.
Høj beskyttelse mod strøm- og spændingsstød. Spændingen, selv i et husstandsnetværk, forbliver sjældent konstant; den ændrer sig afhængigt af antallet af tilsluttede enheder, typen af ledninger og andre faktorer. Sådanne overspændinger kan forårsage kortslutninger og beskadigelse af udstyr. Et pulseret solid-state relæ har fremragende beskyttelse mod sådanne problemer, så det bruges ofte til at sikre langsigtet drift af varmeapparater, køleskabe og computerudstyr.

Men enheden har også visse ulemper. For det første er dette halvlederrelæ ret dyrt, desuden kan det kun købes i specialbutikker. For det andet, under primær kommutering, oplever en asynkron motor (henholdsvis ved brug af en trefaset model) stærke strømstød. Og den sidste ulempe er, at relæet kun kan bruges i områder med normale niveauer af støv og luftfugtighed.

Forbindelse

Men før du tilslutter et solid-state relæ ved hjælp af transistorer eller triacs, skal du kende et par regler for dets installation:

Strømopto-relæet kan kun tilsluttes ved hjælp af en skruemetode; svejsning og lodning vil beskadige de skrøbelige kontakter;
Under drift bliver enheden meget varm, så der bør ikke være nogen brændbare dele i nærheden af den;
Nogle relæmodeller (især i biler) opvarmes meget nemt og hurtigt over 60 grader, hvilket kan beskadige deres kontakter. For at undgå dette bør de installeres på en køleradiator;
Når du starter for første gang, er det meget vigtigt at overvåge spændingen. Ved at overvåge er det nødvendigt at sikre sin "glatte" tilstand i det mindste for første gang, ellers vil enheden brænde ud af en kortslutning.

Tilslutningsdiagrammet for et solid-state relæ er næsten det samme som for tilslutning af en konventionel controller til netværket. Panelet af felteffekttransistorer (triacs, etc.) forsynes med spænding fra den lokale linje. Det vigtigste er at anvende elektrisk strøm til nulkontakten (i styrekredsløbet). Resten er tydeligt demonstreret af diagrammet:

Egenskaber

Naturligvis har hvert firma, der tilbyder sådanne enheder, sine egne parametre og modeller. Lad os overveje hovedegenskaberne ved de mest populære indenlandske solid-state relæer (KIPpribor - KIPpribor, Cosmo, Proton):

TM-0 er udstyret med et indbygget "nul" kredsløb, gennem hvilket faseovergange udføres;
Køretøjer kan tændes når som helst i fasen;
De mest berømte er TMB, TSB, TSV controllere (de kaldes også TMA), TSA, TMB. De er et RC-udgangskredsløb og bruges til kontrol i potentielle styresystemer;
TS/TM er klassificeret som strøm. Strømmen når 25mA;
TSA og TMA har deres hovedformål - specielle enheder, der er følsomme over for spændingsændringer;
TSB/TMB er lavspændingsmodeller (op til 30 V);
TSV/TMV – højspænding (fra 110 til 280V).

Udenlandske analoger er Carlo Gavazzi, (SSR) Gefran (til infrarøde aktive belastninger), Finder og CPC (SCC-model).

Hovedkarakteristika for TSR-25DA:

90-280VAC, 25A/240VAC fra Crydom:

Solid state relæ SSR–F 10 DA–H SSR:

Prisoversigt

Prisen på solid-state relæer varierer afhængigt af deres type og mærke:

By	Pris SSR10AA, USD e.
Ekaterinburg	4
Moskva	5
Novosibirsk	4
Sankt Petersborg	5
Krasnodar	4
Voronezh	4
Nizhny Novgorod	4