Kietojo kūno relės
Patikimų jungiklių vaidmuo šiuolaikinėse automatikos sistemose yra labai svarbus. Kalbant apie šiuolaikines technologijų sritis, tokias kaip ryšių sistemos, plataus vartojimo ir automobilių elektronika ar pramonės automatika, visur vyksta laipsniškas, bet aiškus perėjimas nuo žinomų perjungimo schemų prie įprastų. elektromagnetinės relės ir kontaktinių starterių perkėlimas į patikimesnius perjungimo įrankius, pvz., kietojo kūno reles.
Puslaidininkiai teisingai pakeičia mechaninius perjungimo ir valdymo įtaisus net grandinėse su galingomis srovės apkrovomis, nes puslaidininkių tobulinimo procesas kasmet džiugina vis aukštesnėmis galios jungiklių charakteristikomis.
Puslaidininkinėje relėje yra galingi maitinimo jungikliai, kurie sėkmingai pakeičia tradicinių elektromagnetinių relių, starterių ir kontaktorių kontaktus. Šios pažangios kietojo kūno relės gali perjungti apkrovas iki 250 amperų, o jos yra patikimesnės.
Valdymo ir vykdomųjų grandinių galvaninė izoliacija nereikalauja tokios relės papildomų izoliavimo priemonių. Kietojo kūno relės yra sąsaja, kurioje žemos įtampos valdymo grandinės ir aukštos įtampos maitinimo grandinės yra izoliuotos viena nuo kitos. Skirtingų gamintojų kietojo kūno relių struktūra yra gana panaši, o visos tokio tipo relės skiriasi tik labai mažais.
Tokios kietojo kūno relės įvesties grandinę gali sudaryti rezistorius, nuosekliai sujungtas su optronu, arba ji gali būti sudėtingesnė. Įvesties grandinės funkcija yra gauti valdymo signalą tolesniam perjungimui.
Toliau grandinėje yra optinė izoliacija, kuri užtikrina izoliaciją tarp kietojo kūno relės įvesties, tarpinės ir išvesties grandinių. Įvesties signalas apdorojamas trigerio grandine, kuri valdo kietojo kūno relės išėjimo perjungimą.
Perjungimo grandinė tiekia įtampą apkrovai. Paprastai šią dalį sudaro tranzistorius, tiristorius arba triacas.
Norint patikimai veikti kietojo kūno relės įvairiomis sąlygomis, įskaitant indukcines apkrovas, reikalinga apsaugos grandinė. Tačiau nepaisant to, kad visose kietojo kūno relėse yra apsauginė grandinė, vis dar yra įvairių modifikacijų, o kai kurios iš šių relių neleidžia indukcinių apkrovų, o kitos yra specialiai joms pritaikytos.
Galios puslaidininkiai turi tam tikrą vidinę varžą, todėl perjungus apkrovą kietojo kūno relė įkaista. Kaitinant virš 60 laipsnių Celsijaus, leistina perjungiamos srovės vertė mažėja, todėl esant sunkioms eksploatavimo sąlygoms tokia relė reikalauja papildomo šilumos išsklaidymo.Tam naudojamas radiatorius ar net oro aušinimas.
Indukcinėms apkrovoms rekomenduojama leistinos srovės rezervą numatyti 2–4 kartus, o jei kalbame apie asinchroninio variklio valdymą, tai srovės rezervas turėtų būti dešimt kartų.
Srovės įtampa valdant galingą aktyvaus pobūdžio apkrovą pašalinama naudojant nulinės srovės perjungimo relę, tokiose relėse yra įrengtas papildomas trigerinės grandinės valdymo blokas, neleidžiantis paleisti perkrovos. Tačiau valdant talpinę ar indukcinę apkrovą, reikia numatyti didelę srovės atsargą.
Paprastai nuolatinės srovės relė su pastovia srove jau turi rezervą trumpalaikiam (ne daugiau kaip 10 milisekundžių) tris kartus padidinti vardinę srovę, kai perkraunama paleidimo metu, o tiristorių relės - dešimt kartų.
Siekiant atsparumo impulsiniam triukšmui, RC grandinė yra sumontuota kietojoje relėje lygiagrečiai su išėjimo grandine, tačiau norint užtikrinti patikimesnę apsaugą, būtina prijungti išorinius varistorius lygiagrečiai su kiekviena iš tokios relės fazių.
Gamintojo pateiktoje techninėje dokumentacijoje, kaip taisyklė, yra visi išsamūs duomenys apie konkrečios kietosios relės charakteristikas ir leistinus veikimo režimus bei taikymo sritis apskritai.