Optoelektronische Halbleiterrelais. Schema, Beschreibung

ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Optoelektronische Halbleiterrelais. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Handbuch für Elektriker

Halbleiterrelais wird als optoelektronisches Gerät bezeichnet, bei dem das Steuersignal über einen optischen Kanal übertragen wird und ein leistungsstarkes elektronisches Ausgangsgerät ein- und ausschaltet.

Anwendungen von Halbleiterrelais

Derzeit werden Relais zunehmend in verschiedenen Elektrogeräten und Automatisierungsprodukten eingesetzt. insbesondere:

zum Schalten von Elektromotoren mit Gleich- und Wechselstrom;
in automatischen Regel- und Steuersystemen;
als Schütze in Wechselstromkreisen, in Schaltnetzteilen, in Hochgeschwindigkeitsschutzsystemen usw.

Allgemeine Klassifizierung von Halbleiterrelais

Optoelektronische Halbleiterrelais können in zwei Teile geteilt werden grundsätzlich unterschiedliche Gruppen:

Wechselstromrelais, bei denen die Leistungselemente Triacs und Thyristoren sind und unipolar sind;
Bipolare Gleichstromrelais mit Leistungselementen auf IGBT oder MOSFETs, und bipolare Relais können auch in Wechselstromkreisen arbeiten.

Vergleichen wir im Hinblick auf die Effizienz (Minimierung der Verlustleistung in Leistungselementen) die Verwendung von Thyristoren und bipolaren Relais auf IGBTs oder MOS-Transistoren in Wechselstromkreisen. Für typische Werte der Parameter von Leistungselementen für Spannungen von 220/380 V stellen wir fest, dass Thyristoren bei Strömen über einigen Ampere drei- bis fünfmal effizienter sind als IGBTs und das Verhältnis der Verlustleistungen des Relais an IGBTs oder MOS-Transistoren entspricht numerisch ungefähr dem Strom in Ampere.

AC-Halbleiterrelais, Klassifizierung

Es gibt Folgendes Haupttypen von Thyristor-Halbleiterrelais:

einphasige Öffner- und Schließerrelais (von 1 A bis 100 A);
dreiphasige Schließerrelais (von 10 A bis 150 A);
einphasige, zweiphasige und dreiphasige Wenderelais mit integriertem Schutz gegen Phase-zu-Phase-Kurzschluss und sofortige Umkehrung (von 10 A bis 40 A);
Zweikanalige Halbleiterrelais mit getrennten Kanälen oder mit einem gemeinsamen Punkt am Ausgang mit unabhängiger Kanalsteuerung (ab 1 A).

Kontrollmethoden

Relais können haben Netzspannung Phasennullsteuerung (d. h. einschalten, wenn der Wert dieser Spannung nahe Null liegt, z. B TM) Oder habe diese Kontrolle nicht (Typ TC). Das Einschalten bei „Null“-Spannung hat den Vorteil, dass das Einschaltgeräusch minimiert wird.

Je nach Ansteuerung können die Relais über Strom- oder Potentialeingänge verfügen. Darüber hinaus können nur einphasige und zweikanalige Relais Stromeingänge haben, Potenzial – für alle. Bei Stromeingängen beträgt der Steuerstrom 10–25 mA mit einem Eingangsspannungsabfall von etwa 1,2 V oder 2,4 V.

Mögliche Regelbereiche:

konstant (4-7) V und (3-30) V;
variabel (6-30) V und (110-280) V.

Organisation des Schutzes von Halbleiterrelais

Thyristorstrukturen reagieren sehr empfindlich auf Überspannungen – ihr Auftreten führt zu einem irreversiblen Durchschlag, daher ist der Schutz der Relaisausgänge vor Überspannungen eine dringende Aufgabe. Das Hauptmittel dieses Schutzes ist die Überbrückung der Relaisausgänge mit Varistoren. Um das Relais vor Kontrollverlust aufgrund von Impulsrauschen zu schützen, wird die Überbrückung der Ausgänge mit einer RC-Schaltung verwendet.

DC-Halbleiterrelais, Klassifizierung

DC-Halbleiterrelais können auch nach Ein-/Ausschaltverzögerungen des Relais klassifiziert werden.

Hochgeschwindigkeitsrelais verfügen über Ein-/Ausschaltverzögerungen von wenigen Mikrosekunden, einen zusätzlichen externen Stromausgang und sind wiederum unterteilt in solche Gruppen:

Relais mit galvanisch verbundener Leistung am Ausgang und mit Leistung am Eingang;
Relais mit Abschaltverzögerung sind deutlich kürzer (bis zu 1 ms).

Beachten Sie, dass die sogenannten Mehrkanalrelais auch mit verschiedenen Kombinationen von „normalerweise geschlossenen“ und „normalerweise offenen“ Kontakten hergestellt werden, insbesondere mit zwei- und vierkanaligen.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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