Mga relay ng semiconductor — mga uri, aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo

Maraming mga mambabasa, na nakakarinig ng salitang "relay", ay tiyak na maiisip ang isang coil sa core kung saan ang isang gumagalaw na contact ay naaakit. At ito ay hindi nakakagulat, dahil ang orihinal na mga relay ay palaging electromagnetic, at ang salitang "relay" ay karaniwang nauunawaan na isang electromagnetic na aparato para sa pagbubukas at pagsasara ng isang electric circuit.

Gayunpaman, sa loob ng mahabang panahon, ang mga switch ng semiconductor ay ginamit upang lumipat ng mga de-koryenteng circuit sa iba't ibang mga lugar ng teknolohiya: transistors, thyristors, triacs. Ang mga pagsulong ng semiconductor at mga relay ay hindi nailigtas.

Sa kabila ng katotohanan na ang mga circuit na may malalaking alon at boltahe ay tradisyonal na inililipat sa tulong ng mga electromagnetic relay, ngayon posible na ipatupad ang matatag at malakas na semiconductor electrical switch. Ang ganitong mga switch ay semiconductor relay o solid state relay (mula sa English Solid-state relay, dinaglat na SSR).

Kaya, ang relay ng semiconductor ay isa na ngayong ganap na elektronikong aparato, na walang naitataas na mekanikal na contact, na nagsisilbing i-on/off ang malalakas na load sa mga power circuit sa pamamagitan ng pagbibigay ng mababang control voltage sa control input ng electronic device.

Sa loob ng solid-state (solid-state) relay housing ay isang sensing circuit na tumutugon sa control signal, pati na rin ang power supply section—solid-state electronics sa gilid ng high-power circuit.

Ang ganitong mga relay ay ginagamit sa mga circuit ng DC at AC, kung saan ginagawa nila ang parehong mga pag-andar tulad ng mga naunang mekanikal na electromagnetic relay at contactor, ngayon lamang nalutas ang problema nang hindi gumagalaw ang mga bahagi sa switching circuit. Bilang resulta, salamat sa makapangyarihang mga thyristor, triac at transistor na isinama sa mga relay housing, naging posible na lumipat ng mga alon hanggang sa daan-daang amperes nang hindi gumagamit ng mga mekanikal na bahagi.

Kung ikukumpara sa mga electromechanical relay, ang mga solid state relay ay may mas mataas na ligtas na bilis ng paglipat sa pagkakasunud-sunod ng daan-daang microsecond, habang ang control circuit at power circuit ay ganap na galvanically isolated mula sa isa't isa (optocouple isolation ay karaniwang ginagamit).

Ang mga solid-state na relay ay kayang tiisin ang sobrang karga sa switching side sa maikling panahon at mananatili sa serbisyo, na hindi maaaring ipagmalaki ng mga ninuno ng electromechanical. Kasabay nito, ang solid-state relay ay gumagana nang tahimik, may mga compact na sukat, ang mga contact dito ay hindi nag-oxidize (dahil walang mga contact tulad nito), walang mga spark, ang aparato ay hindi natatakot sa alinman sa alikabok o panginginig ng boses.

Siyempre, ang paglaban ng semi-conductor compound ng relay sa conducting state ay non-linear, at sa mataas na switched currents ang aparato ay nangangailangan ng paglamig sa lahat, ngunit ang mga plus ay tiyak na magkakapatong sa mga maginoo na minus na ito. Bilang karagdagan, ang buhay ng isang solid-state relay ay sinusukat sa milyun-milyong switching cycle.

Ang mga solid-state relay ay single-phase o three-phase, para sa DC o AC switching. Ang mga AC switching relay ay may built-in na zero-crossing sensor, upang ang paglipat ay maganap sa halos zero current, nang walang pinsala sa solid-state switch, nang walang mapanganib na kasalukuyang surge mula sa inductive load.

Ang mga thyristor o triac ay nagsisilbing mga switch sa isang AC relay, at ang field o IGBT transistors… Ang kapangyarihan ay direktang ibinibigay sa control circuit mula sa control signal source, at ang control current ay hindi lalampas sa ilang milliamps, at ang switching current ay maaaring sampu o daan-daang amperes.

Available ang non-reversing at reversing three-phase solid-state relay. Ang mga three-phase reversing relay ay may dalawang control input, at sa output ay hindi maaaring baguhin ng isa sa mga phase ang posisyon nito.

Kung ikukumpara sa napakalaking mekanikal na magnetic starter, ang mga compact na semiconductor relay ay gumagana nang tahimik at hindi nauubos, hindi mo kailangang pana-panahong linisin ang mga contact, at para sa malakas na pagkarga sapat na upang mabigyan ng mahusay na paglamig ang relay housing, sa ilang mga kaso ang radiator ay maliban, ang pag-install para dito ay ibinigay.

Tulad ng para sa maalikabok at paputok na pang-industriya na produksyon, dito ang solid-state relay ay naging isang tunay na tagapagligtas, dahil ang arko ng mga mekanikal na contact ay hindi kasama dahil sa kawalan nito, at ang selyadong pabahay ng relay ay hindi papayagan ang electronics na marumi. .

Ang mga maliliit na solid state relay sa isang plastic housing ay magagamit para sa PCB mounting. Ang ganitong mga relay ay maaaring lumipat ng mga alon hanggang sa 2 amperes sa isang boltahe ng mains na 220-240 volts, halimbawa, isang fan o pump, isang lampara o kahit isang maliit na radiator ay maaaring i-on gamit ang isang 5-volt digital signal mula sa isang sensor, na kung saan ay kadalasang napakahalaga para sa mga mahilig sa DIY na mga sistema ng home automation.