Un relè a stato solido è un relè con componenti a stato solido (come dispositivi semiconduttori) come componenti chiave. Rispetto ai tradizionali relè meccanici, i relè a stato solido presentano molte differenze e vantaggi. Di seguito verranno descritti in dettaglio la definizione, il principio di funzionamento, la struttura, i vantaggi e le aree di applicazione dei relè a stato solido.
1. Definizione di un relè a stato solido:
Relè a stato solido (abbreviazione di sr), l'intera composizione del relè a stato solido è composta da componenti elettronici a stato solido, è un nuovo tipo di dispositivo di commutazione senza contatto sopra gli elettrodomestici industriali. Cos'è l'interruttore di contatto, infatti, è l'uso di componenti elettronici (come il triodo di commutazione, il controllo bidirezionale al silicio e altri dispositivi semiconduttori) caratteristiche di commutazione, può raggiungere lo scopo di nessuna scintilla per toccare e spegnere il circuito, quindi è anche noto come "interruttore di contatto". Un relè a stato solido è un dispositivo attivo a quattro terminali, in cui due terminali sono estremità di controllo di ingresso e le altre due estremità sono estremità di controllo di uscita. Ha sia l'effetto di azionamento di amplificazione che l'effetto di isolamento
2. Principio di funzionamento del relè a stato solido:
Il relè a stato solido è un interruttore senza contatto. Il suo principio di funzionamento si basa sulle caratteristiche conduttive del dispositivo a semiconduttore. Contiene un circuito di controllo e un loop di carico. Quando il segnale di controllo viene applicato al circuito di controllo quando il relè funziona normalmente, il modello di controllo passa attraverso l'elemento semiconduttore nel circuito di controllo, quindi la corrente può passare attraverso il circuito di carico per realizzare il funzionamento dell'interruttore. Infatti, lo stato dell'interruttore può essere controllato modificando la dimensione della tensione di controllo in ingresso.
3. Struttura del relè a stato solido:
ingresso:
In base alle diverse categorie di tensione di ingresso, il circuito di ingresso può essere suddiviso in circuito di ingresso CC, circuito di ingresso CA e circuito di ingresso CA / CC. Alcuni circuiti di controllo di ingresso hanno anche funzioni di controllo logico positivo e negativo e inverso TTL / CMOS, compatibili, possono essere facilmente collegati con circuiti logici TTL e MOS.
Per il segnale di controllo con una tensione di controllo fissa, viene adottato il circuito di ingresso di resistenza. La corrente di controllo è garantita a più di 5 mA. Per il segnale di controllo con un ampio intervallo di variazione (come 3~32V), viene adottato il circuito a corrente costante per garantire che la corrente funzioni in modo affidabile a più di 5 mA nell'intero intervallo di variazione della tensione.
Giunto di isolamento
L'isolamento e l'accoppiamento del circuito di ingresso e uscita del relè a stato solido includono l'accoppiamento fotoelettrico e l'accoppiamento del trasformatore: l'accoppiamento fotoelettrico di solito utilizza fotodiodo-fototriodo, fotodiodo-silicio a luce bidirezionale controllata, cella fotovoltaica, realizzando il controllo dell'isolamento tra il lato di controllo e il lato di carico. L'accoppiamento del trasformatore ad alta frequenza utilizza un segnale ad alta frequenza accoppiato al secondario, rettificato dal controllo dell'onda e dal circuito logico per formare il segnale di comando.
circuito di uscita
L'interruttore di alimentazione dell'SSR è collegato direttamente all'alimentazione e all'estremità del carico, realizzando l'accensione e lo spegnimento dell'alimentazione del carico. Utilizza principalmente transistor a cristallo ad alta potenza (tubo di commutazione-Transistor), unidirezionali (tiristore o SCR), bidirezionali (Triac), tubo a effetto di campo di potenza (MOSFET), transistor bipolare a gate isolato (IGBT). Il circuito di uscita del relè a stato solido può anche essere suddiviso in circuito di uscita CC, circuito di uscita CA e circuito di uscita CA / CC. In base al tipo di carico, può essere suddiviso in relè a stato solido CC e relè a stato solido CA. Dispositivi bipolari o tubi a effetto di campo di potenza possono essere utilizzati per l'uscita CC e due SCR o un SCR bidirezionale sono solitamente utilizzati per l'uscita CA. Il relè a stato solido CA può essere suddiviso in relè a stato solido CA monofase e relè a stato solido CA trifase. Il relè a stato solido CA può essere suddiviso in relè a stato solido CA casuale e relè a stato solido CA sopra lo zero in base alla temporizzazione di conduzione e spegnimento.
4. Differenze e vantaggi:
(1) Velocità: la velocità di risposta di un relè a stato solido è più rapida, perché è controllato da dispositivi a semiconduttore ed è un relè meccanico senza componenti meccanici. Pertanto, la velocità di commutazione del relè a stato solido può raggiungere il livello di microsecondi, molto più alto del livello di millisecondi del relè meccanico.
(2) Durata: poiché non c'è una struttura meccanica, la durata del relè a stato solido è più lunga. Le parti meccaniche dei relè meccanici sono soggette a usura e sono soggette a guasti dopo un uso prolungato, mentre i relè a stato solido non hanno questo problema, quindi possono fornire una durata maggiore.
(3) Silenzio: il relè meccanico nel processo di commutazione produrrà un suono di impatto meccanico e il relè a stato solido non ha alcun movimento meccanico, il relè a stato solido non è un interruttore di contatto, non ci sarà alcun suono di impatto del relè meccanico. Questo relè a stato solido non produrrà rumore, più silenzioso.
(4) Volume: la differenza sopra il volume, rispetto al volume del relè meccanico, il volume del relè a stato solido sarà più piccolo, occuperà meno spazio. Ha una natura portatile più grande. Le piccole dimensioni del relè a stato solido consentono inoltre di ottenere una maggiore densità di circuito in uno spazio limitato e può essere meglio applicato in alcune aree con spazio limitato o requisiti di peso elevati.
(5) Affidabilità: il relè a stato solido non è un contatto meccanico, non è un interruttore di contatto. I relè a stato solido non degradano le loro prestazioni a causa dell'usura meccanica e non possono produrre alcun fenomeno di arco, il che ne prolunga notevolmente la durata. E la velocità di commutazione del relè a stato solido è molto rapida, che può raggiungere un tempo di risposta da diversi millisecondi a diversi microsecondi e ha un'elevata affidabilità e una lunga durata grazie alle sue caratteristiche intrinseche dei componenti elettronici. La struttura del relè a stato solido è completamente sigillata, con buona resistenza alle vibrazioni e resistenza agli urti meccanici ed è adatta per il lavoro in ambienti ad alto impatto e vibrazione. Il guscio ha anche buone proprietà anti-umidità, anti-muffa e anti-corrosione, adatte a tutti i tipi di ambienti difficili.
5. Campi di applicazione:
I relè a stato solido sono ampiamente utilizzati in vari campi, tra cui:
(1) Sistema di controllo dell'automazione industriale: il sistema di controllo dell'automazione industriale necessita di un funzionamento dell'interruttore efficiente e ad alta velocità, il relè a stato solido può soddisfare questi requisiti e può resistere al rumore dell'ambiente industriale, alle interferenze elettromagnetiche e ad altri fattori avversi.
(2) Elettrodomestici: i relè a stato solido sono ampiamente utilizzati negli elettrodomestici, come forni elettrici, forni a microonde, scaldabagni elettrici, ecc. Grazie alla loro affidabilità e alle caratteristiche di lunga durata, possono migliorare la durata utile e l'efficienza lavorativa degli elettrodomestici.
(3) Apparecchiature mediche: le apparecchiature mediche hanno elevati requisiti di precisione e affidabilità e i relè a stato solido possono fornire un controllo dell'interruttore più stabile e preciso, quindi sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature mediche.
(4) Elettronica di potenza: anche l'applicazione dei relè a stato solido nel campo dell'elettronica di potenza sta gradualmente aumentando, come convertitori di frequenza, inverter e pile di ricarica.
In conclusione, i relè a stato solido sono relè che utilizzano dispositivi semiconduttori come componenti chiave, con i vantaggi di velocità elevata, lunga durata, silenziosità, dimensioni ridotte ed elevata affidabilità. Sono ampiamente utilizzati nell'automazione industriale, negli elettrodomestici, nelle apparecchiature mediche e nell'elettronica di potenza. Queste caratteristiche rendono i relè a stato solido un'alternativa ideale ai relè meccanici.
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