Pooljuhtreleed — tüübid, seade ja tööpõhimõte
Paljud lugejad, kuuldes sõna "relee", kujutavad kindlasti ette mähist, mille südamikusse tõmbab liikuv kontakt. Ja see pole sugugi üllatav, sest algselt olid releed alati elektromagnetilised ja sõna "relee" all mõistetakse üldiselt elektromagnetilist seadet elektriahela avamiseks ja sulgemiseks.
Sellegipoolest on pooljuhtlüliteid pikka aega kasutatud elektriahelate lülitamiseks erinevates tehnikavaldkondades: transistorid, türistorid, triacid. Pooljuhtide edasiminekuid ja releed pole säästetud.
Hoolimata asjaolust, et suure voolu ja pingega ahelaid lülitatakse traditsiooniliselt elektromagnetreleede abil, on tänapäeval juba võimalik rakendada stabiilseid ja võimsaid pooljuhtelektrilüliteid. Sellised lülitid on pooljuhtreleed või pooljuhtreleed (inglise keelest Solid-state relay, lühend SSR).
Seega on pooljuhtrelee nüüd täielikult elektrooniline seade, millel pole liikuvat mehaanilist kontakti ja mille eesmärk on lülitada sisse / välja võimsaid koormusi toiteahelates, varustades elektroonilise seadme juhtsisendiga madala juhtpinge.
Tahkis-relee korpuse sees on andurlülitus, mis reageerib juhtsignaalile, samuti toiteallika osa – suure võimsusega vooluahela küljel asuv tahkiselektroonika.
Sellised releed on kasutusel alalis- ja vahelduvvooluahelates, kus nad täidavad samu funktsioone, mis varasemad mehaanilised elektromagnetreleed ja kontaktorid, ainult et nüüd on probleem lahendatud ilma liikuvate osadeta lülitusahelas. Tänu releekorpustesse integreeritud võimsatele türistoritele, triakkidele ja transistoridele sai selle tulemusel võimalik voolusid kuni sadade ampriteni lülitada ilma mehaanilisi komponente kasutamata.
Võrreldes elektromehaaniliste releedega on pooljuhtreleed suurema ohutu lülituskiirusega sadade mikrosekundite suurusjärgus, samas kui juhtahel ja toiteahel on teineteisest täielikult galvaaniliselt eraldatud (tavaliselt kasutatakse optopaari isolatsiooni).
Tahkisreleed suudavad lühiajaliselt taluda lülituskülje ülekoormust ja jäävad tööle, millega elektromehaanilised esivanemad kiidelda ei saa. Samal ajal töötab pooljuhtrelee vaikselt, kompaktsete mõõtmetega, siinsed kontaktid ei oksüdeeru (kuna kontakte kui selliseid pole), sädemeid pole, seade ei karda ei tolmu ega vibratsiooni.
Muidugi on juhtivas olekus relee pooljuhtsegu takistus mittelineaarne ja suurte lülitusvoolude juures vajab seade üldse jahutamist, aga plussid kattuvad kindlasti nende tavaliste miinustega. Lisaks mõõdetakse pooljuhtrelee eluiga miljonites lülitustsüklites.
Tahkisreleed on ühefaasilised või kolmefaasilised alalis- või vahelduvvoolu lülitamiseks. Vahelduvvoolu lülitusreleedel on sisseehitatud null-ületamise andur, nii et lülitamine toimub praktiliselt nullvooluga, ilma pooljuhtlülitit kahjustamata, ilma induktiivkoormustest tulenevate ohtlike vooluhoogudeta.
Türistorid või triacid toimivad vahelduvvoolurelees lülititena ja välja või IGBT transistorid… Toide antakse juhtahelale otse juhtsignaali allikast ja juhtvool ei ületa mõnda milliamprit ning lülitusvool võib olla kümneid või sadu ampreid.
Saadaval on mitte-tagurdatavad ja tagurdatavad kolmefaasilised pooljuhtreleed. Kolmefaasilistel pöördreleedel on kaks juhtsisendit ja väljundis ei pruugi üks faasidest oma asendit üldse muuta.
Võrreldes mahukate mehaaniliste magnetkäivititega töötavad kompaktsed pooljuhtreleed vaikselt ja ei kulu, te ei pea kontakte perioodiliselt puhastama ning võimsate koormuste korral piisab relee korpuse hea jahutuse tagamisest, mõnel juhul hakkab radiaator. välja arvatud, selle installimine on ette nähtud.
Mis puutub tolmusesse ja plahvatusohtlikku tööstuslikku tootmist, siis siin osutub tahkisrelee tõeliseks päästjaks, kuna mehaaniliste kontaktide kaar on selle puudumise tõttu välistatud ja relee suletud korpus ei lase elektroonika määrduda. .
PCB paigaldamiseks on saadaval plastkorpuses miniatuursed pooljuhtreleed. Sellised releed suudavad lülitada voolu kuni 2 amprit 220-240-voldise võrgupinge juures, näiteks saab andurilt 5-voldise digitaalse signaaliga sisse lülitada ventilaatori või pumba, lambi või isegi väikese radiaatori, mis on tavaliselt koduautomaatikasüsteemide DIY entusiastide jaoks väga oluline.