Твърдотелни релета
Ролята на надеждните превключватели в съвременните системи за автоматизация е много важна. По отношение на съвременните технологични области, като комуникационни системи, потребителска и автомобилна електроника или промишлена автоматизация, навсякъде има постепенен, но ясен преход от познати схеми за превключване към конвенционални. електромагнитни релета и преместване на контактните стартери към по -надеждни инструменти за превключване като напр твърдотелни релета в твърдо състояние (от английски Solid State Relay).
Полупроводниците по право заменят механичните превключващи и управляващи устройства дори във вериги с мощни токови натоварвания, тъй като процесът на подобряване на полупроводниците всяка година радва с все по -високи характеристики на превключвателите на захранването.
Полупроводниковото реле съдържа в своята конструкция мощни превключватели на захранването, които успешно заменят контактите на традиционните електромагнитни релета, стартери и контактори. Тези съвременни твърдотелни релета могат да превключват натоварвания до 250 ампера, като същевременно са по -надеждни.
Галваничната изолация на управляващите и изпълнителните вериги не изисква допълнителни изолационни мерки за такова реле. Твърдотелните релета служат като интерфейс, където веригите за управление на ниско напрежение и захранващите вериги за високо напрежение са изолирани един от друг. Структурата на твърдотелни релета от различни производители е относително сходна и всички релета от този тип имат само много малки разлики.
Входната верига на такова твърдо реле може да се състои от резистор, сериен с оптрон, или може да бъде по -сложен. Функцията на входната верига е да получава управляващ сигнал за последващо превключване.
По-нататък по схемата е оптична изолация, която осигурява изолация между входната, междинната и изходната верига на твърдотелното реле. Входният сигнал се обработва от тригерна верига, която контролира превключването на изхода на твърдотелното реле.
Превключващата верига подава напрежение към товара. Обикновено тази част се състои от транзистор, тиристор или триак.
За надеждна работа на твърдотелни релета при различни условия, включително индуктивни натоварвания, е необходима защитна верига. Въпреки това, въпреки наличието на защитна верига във всички твърдотелни релета, все още има различни модификации и някои от тези релета не позволяват индуктивни натоварвания, докато други са специално пригодени за тях.
Силовите полупроводници имат известно вътрешно съпротивление, така че при превключване на товара, релето в твърдо състояние се нагрява. При нагряване над 60 градуса по Целзий допустимата стойност на превключения ток намалява, поради което при тежки условия на работа такова реле изисква допълнително отвеждане на топлината. За това се използва радиатор или дори въздушно охлаждане.
За индуктивни натоварвания се препоръчва да се осигури запас от допустим ток 2-4 пъти, а ако говорим за управление на асинхронен двигател, то запасът на тока трябва да бъде десет пъти.
Напрежението на тока при управление на мощен товар с активен характер се елиминира чрез използване на реле с превключване при нулев ток, такива релета са оборудвани с допълнителен блок за управление на задействаща верига, който предотвратява стартирането на претоварване. Но когато се контролира товар с капацитивен или индуктивен характер, трябва да се осигури значителен токов марж.
По правило постояннотоково реле с постоянен ток вече има запас за краткосрочно (не повече от 10 милисекунди) трикратно увеличение на номиналния ток при претоварване при пускане, а тиристорните релета-десетократно.
За устойчивост на импулсен шум, RC верига е инсталирана в твърдо реле паралелно с изходната верига, но за по-надеждна защита е необходимо да се свържат външни варистори паралелно с всяка от фазите на такова реле.
Техническата документация, предоставена от производителя, по правило съдържа всички изчерпателни данни относно характеристиките на конкретно твърдо реле и неговите допустими режими на работа и области на приложение като цяло.