Puslaidininkinės relės – tipai, įtaisas ir veikimo principas

Daugelis skaitytojų, išgirdę žodį „relė“, tikrai įsivaizduos ritę, kurios šerdyje pritraukiamas judantis kontaktas. Ir tai visai nenuostabu, nes iš pradžių relės visada buvo elektromagnetinės, o žodis „relė“ paprastai suprantamas kaip elektromagnetinis prietaisas, skirtas atidaryti ir uždaryti elektros grandinę.

Nepaisant to, puslaidininkiniai jungikliai ilgą laiką buvo naudojami elektros grandinėms perjungti įvairiose technologijos srityse: tranzistoriai, tiristoriai, triacai. Nepagailėta puslaidininkių ir relių.

Nepaisant to, kad didelės srovės ir įtampos grandinės tradiciškai perjungiamos elektromagnetinių relių pagalba, šiandien jau galima įdiegti stabilius ir galingus puslaidininkinius elektros jungiklius. Tokie jungikliai yra puslaidininkinės relės arba kietojo kūno relės (iš anglų kalbos Solid-state relay, sutrumpintai SSR).

Taigi puslaidininkinė relė dabar yra visiškai elektroninis įrenginys, neturintis judamojo mechaninio kontakto, kuris skirtas įjungti / išjungti galingas apkrovas maitinimo grandinėse, tiekiant žemą valdymo įtampą į elektroninio įrenginio valdymo įvestį.

Kietojo kūno (kietojo kūno) relės korpuso viduje yra jutiklio grandinė, kuri reaguoja į valdymo signalą, taip pat maitinimo sekcija - kietojo kūno elektronika didelės galios grandinės pusėje.

Tokios relės naudojamos nuolatinės ir kintamosios srovės grandinėse, kur atlieka tas pačias funkcijas kaip ir anksčiau buvusios mechaninės elektromagnetinės relės ir kontaktoriai, tik dabar problema išspręsta be judančių dalių perjungimo grandinėje. Dėl to dėl galingų tiristorių, triakų ir tranzistorių, integruotų į relių korpusus, tapo įmanoma perjungti sroves iki šimtų amperų, ​​nenaudojant mechaninių komponentų.

Palyginti su elektromechaninėmis relėmis, kietojo kūno relės turi didesnį saugų perjungimo greitį, siekiantį šimtų mikrosekundžių, o valdymo grandinė ir maitinimo grandinė yra visiškai galvaniškai atskirtos viena nuo kitos (paprastai naudojama optoporos izoliacija).

Kietojo kūno relės gali trumpai atlaikyti perkrovą perjungimo pusėje ir likti eksploatuojamos, kuo negali pasigirti elektromechaniniai protėviai. Tuo pačiu metu kietojo kūno relė veikia tyliai, turi kompaktiškus matmenis, kontaktai čia nesioksiduoja (nes nėra kontaktų kaip tokių), nėra kibirkščių, prietaisas nebijo nei dulkių, nei vibracijos.

Žinoma, relės puslaidininkinio junginio varža laidžioje būsenoje yra netiesinė, o esant didelėms įjungtoms srovėms įrenginį išvis reikia aušinti, tačiau pliusai neabejotinai sutampa su šiais įprastiniais minusais. Be to, kietojo kūno relės eksploatavimo laikas matuojamas milijonais perjungimo ciklų.

Kietojo kūno relės yra vienfazės arba trifazės, skirtos nuolatinės arba kintamosios srovės perjungimui. Kintamosios srovės perjungimo relės turi įmontuotą nulio kirtimo jutiklį, todėl perjungimas vyksta praktiškai esant nulinei srovei, nepažeidžiant kietojo kūno jungiklio, be pavojingų srovės šuolių nuo indukcinių apkrovų.

Tiristoriai arba triacai tarnauja kaip jungikliai kintamosios srovės relėje, o lauko arba IGBT tranzistoriai… Maitinimas į valdymo grandinę tiekiamas tiesiai iš valdymo signalo šaltinio, o valdymo srovė neviršija kelių miliamperų, ​​o perjungimo srovė gali būti dešimtys ar šimtai amperų.

Galimos nereversinės ir atbulinės eigos trifazės kietojo kūno relės. Trifazės reversinės relės turi du valdymo įėjimus, o išėjime viena iš fazių gali visiškai nekeisti savo padėties.

Lyginant su didelių gabaritų mechaniniais magnetiniais starteriais, kompaktiškos puslaidininkinės relės veikia tyliai ir nesusidėvi, nereikia periodiškai valyti kontaktų, o esant galingoms apkrovoms užtenka relės korpusą aprūpinti geru aušinimu, kai kuriais atvejais radiatorius gali veikti. išskyrus, yra numatyta jo instaliacija.

Kalbant apie dulkėtą ir sprogią pramoninę gamybą, kietojo kūno relė yra tikras gelbėtojas, nes dėl jo nebuvimo mechaninių kontaktų lankas neįtraukiamas, o sandarus relės korpusas neleis elektronikai užsiteršti. .

PCB montuoti galima įsigyti miniatiūrines kietojo kūno reles plastikiniame korpuse. Tokios relės gali perjungti iki 2 amperų srovę esant 220-240 voltų tinklo įtampai, pavyzdžiui, 5 voltų skaitmeniniu jutiklio signalu galima įjungti ventiliatorių ar siurblį, lempą ar net nedidelį radiatorių. paprastai yra labai svarbus namų automatikos sistemų „pasidaryk pats“ entuziastams.