Poluvodički releji — vrste, uređaj i princip rada

Mnogi čitatelji, čuvši riječ "relej", sigurno će zamisliti zavojnicu u čijoj se jezgri privlači pokretni kontakt. I to uopće ne čudi, jer izvorno su releji uvijek bili elektromagnetski, a riječ "relej" općenito se podrazumijeva kao elektromagnetski uređaj za otvaranje i zatvaranje električnog kruga.

Unatoč tome, već dugo se poluvodički prekidači koriste za prebacivanje električnih krugova u različitim područjima tehnike: tranzistori, tiristori, triacs. Napredak poluvodiča i releji nisu pošteđeni.

Unatoč činjenici da se krugovi s velikim strujama i naponima tradicionalno prebacuju uz pomoć elektromagnetskih releja, danas je već moguće implementirati stabilne i snažne poluvodičke električne sklopke. Takve sklopke su poluvodički releji odn solid state releji (od engleskog Solid-state relay, skraćeno SSR).

Dakle, poluvodički relej je sada potpuno elektronički uređaj, bez pomičnog mehaničkog kontakta, koji služi za uključivanje / isključivanje snažnih opterećenja u strujnim krugovima dovođenjem niskog upravljačkog napona na upravljački ulaz elektroničkog uređaja.

Unutar kućišta čvrstog (solid-state) releja nalazi se senzorski krug koji reagira na upravljački signal, kao i odjeljak za napajanje—solid-state elektronika na strani kruga velike snage.

Takvi se releji koriste u istosmjernim i izmjeničnim krugovima, gdje obavljaju iste funkcije kao i raniji mehanički elektromagnetski releji i sklopnici, samo što je sada problem riješen bez pokretnih dijelova u sklopnom krugu. Kao rezultat toga, zahvaljujući snažnim tiristorima, trijacima i tranzistorima integriranim u kućišta releja, postalo je moguće prebacivati ​​struje do stotina ampera bez pribjegavanja mehaničkim komponentama.

U usporedbi s elektromehaničkim relejima, poluvodički releji imaju veću sigurnu brzinu preklapanja reda stotina mikrosekundi, dok su upravljački krug i strujni krug međusobno potpuno galvanski izolirani (obično se koristi izolacija optoparom).

Solid-state releji mogu kratko vrijeme izdržati preopterećenje na sklopnoj strani i ostati u službi, čime se elektromehanički preci ne mogu pohvaliti. Istodobno, poluprovodnički relej radi tiho, ima kompaktne dimenzije, kontakti ovdje ne oksidiraju (budući da nema kontakata kao takvih), nema iskrenja, uređaj se ne boji ni prašine ni vibracija.

Naravno, otpor spoja poluvodiča releja u vodljivom stanju je nelinearan, a pri velikim uključenim strujama uređaj uopće treba hlađenje, ali plusevi definitivno preklapaju ove konvencionalne minuse. Osim toga, životni vijek poluprovodničkog releja mjeri se u milijunima sklopnih ciklusa.

Solid-state releji su jednofazni ili trofazni, za DC ili AC prebacivanje. AC sklopni releji imaju ugrađen zero-crossing senzor, tako da se preklapanje odvija pri praktički nultoj struji, bez oštećenja poluprovodničke sklopke, bez opasnih strujnih udara od induktivnih opterećenja.

Kao sklopke u izmjeničnom releju služe tiristori ili trijaci, a polje odn IGBT tranzistori… Napajanje se dovodi u upravljački krug izravno iz izvora upravljačkog signala, a upravljačka struja ne prelazi nekoliko miliampera, a sklopna struja može biti nekoliko desetaka ili stotina ampera.

Dostupni su nereverzirajući i reverzibilni trofazni poluvodički releji. Trofazni releji za preokret imaju dva kontrolna ulaza, a na izlazu jedna od faza ne smije uopće promijeniti svoj položaj.

U usporedbi s glomaznim mehaničkim magnetskim starterima, kompaktni poluvodički releji rade tiho i ne troše se, ne morate povremeno čistiti kontakte, a za snažna opterećenja dovoljno je osigurati dobro hlađenje kućišta releja, u nekim slučajevima radijator će osim što je instalacija za to osigurana.

Što se tiče prašnjave i eksplozivne industrijske proizvodnje, ovdje se poluprovodnički relej pokazao kao pravi spasitelj, budući da je luk mehaničkih kontakata isključen zbog njegove odsutnosti, a zapečaćeno kućište releja neće dopustiti da se elektronika zaprlja. .

Minijaturni poluprovodnički releji u plastičnom kućištu dostupni su za montažu na PCB. Takvi releji mogu prebacivati ​​struje do 2 ampera pri mrežnom naponu od 220-240 volti, na primjer, ventilator ili pumpa, svjetiljka ili čak mali radijator mogu se uključiti digitalnim signalom od 5 volti iz senzora, koji je obično vrlo važno za DIY entuzijaste sustave kućne automatizacije.