Un relé de estado sólido es un relé con componentes de estado sólido (como dispositivos semiconductores) como componentes clave. En comparación con los relés mecánicos tradicionales, los relés de estado sólido tienen muchas diferencias y ventajas. A continuación, se detallará la definición, el principio de funcionamiento, la estructura, las ventajas y las áreas de aplicación de los relés de estado sólido.
1. Definición de un relé de estado sólido:
Relé de estado sólido (abreviatura de la palabra sr), la composición completa del relé de estado sólido se compone de componentes electrónicos de estado sólido, es un nuevo tipo de dispositivo de conmutación sin contacto por encima de los aparatos eléctricos industriales. Lo que es el interruptor de contacto, de hecho, es el uso de componentes electrónicos (como triodo de conmutación, control de silicio bidireccional y otros dispositivos semiconductores) características del interruptor, puede lograr el propósito de que no se produzca chispa al tocar el circuito, por lo que también se lo conoce como "interruptor de contacto". Un relé de estado sólido es un dispositivo activo de cuatro terminales, en el que dos terminales son extremos de control de entrada y los otros dos extremos son extremos de control de salida. Tiene tanto efecto de accionamiento de amplificación como efecto de aislamiento.
2. Principio de funcionamiento del relé de estado sólido:
El relé de estado sólido es un interruptor sin contacto. Su principio de funcionamiento se basa en las características conductoras del dispositivo semiconductor. Contiene un circuito de control y un bucle de carga. Cuando la señal de control se aplica al circuito de control cuando el relé está funcionando normalmente, el modelo de control pasa a través del elemento semiconductor en el circuito de control y luego la corriente puede pasar a través del circuito de carga para realizar la operación del interruptor. De hecho, el estado del interruptor se puede controlar cambiando el tamaño del voltaje de control de entrada.
3. Estructura del relé de estado sólido:
aporte:
Según las diferentes categorías de voltaje de entrada, el circuito de entrada se puede dividir en circuito de entrada de CC, circuito de entrada de CA y circuito de entrada de CA/CC. Algunos circuitos de control de entrada también tienen funciones de control de lógica positiva y negativa y de inversión compatibles con TTL/CMOS, y se pueden conectar fácilmente con circuitos lógicos TTL y MOS.
Para la señal de control con un voltaje de control fijo, se adopta el circuito de entrada de resistencia. La corriente de control se garantiza a más de 5 mA. Para la señal de control con un amplio rango de variación (como 3~32 V), se adopta el circuito de corriente constante para garantizar que la corriente funcione de manera confiable a más de 5 mA en todo el rango de variación de voltaje.
Acoplamiento de aislamiento
El aislamiento y acoplamiento del circuito de entrada y salida del relé de estado sólido incluye acoplamiento fotoeléctrico y acoplamiento por transformador: el acoplamiento fotoeléctrico generalmente utiliza fotodiodo-fototriodo, fotodiodo-silicio controlado por luz bidireccional, célula fotovoltaica, logrando el control de aislamiento entre el lado de control y el lado de carga. El acoplamiento por transformador de alta frecuencia utiliza una señal de alta frecuencia acoplada al secundario, rectificada por verificación de onda, y el circuito lógico para formar la señal de control.
circuito de salida
El interruptor de potencia del SSR está conectado directamente a la fuente de alimentación y al extremo de carga, lo que permite encender y apagar la fuente de alimentación de carga. Utiliza principalmente transistores de cristal de alta potencia (tubo de conmutación-transistor), unidireccionales (tiristor o SCR), bidireccionales (triac), tubo de efecto de campo de potencia (MOSFET), transistor bipolar de puerta aislada (IGBT). El circuito de salida del relé de estado sólido también se puede dividir en circuito de salida de CC, circuito de salida de CA y circuito de salida de CA / CC. Según el tipo de carga, se puede dividir en relé de estado sólido de CC y relé de estado sólido de CA. Se pueden utilizar dispositivos bipolares o tubos de efecto de campo de potencia para la salida de CC, y normalmente se utilizan dos SCR o un SCR bidireccional para la salida de CA. El relé de estado sólido de CA se puede dividir en relé de estado sólido de CA monofásico y relé de estado sólido de CA trifásico. El relé de estado sólido de CA se puede dividir en relé de estado sólido de CA aleatorio y relé de estado sólido de CA sobre cero según el momento de conducción y apagado.
4. Diferencias y ventajas:
(1) Velocidad: La velocidad de respuesta de un relé de estado sólido es más rápida, ya que está controlado por dispositivos semiconductores y es un relé mecánico sin componentes mecánicos. Por lo tanto, la velocidad de conmutación del relé de estado sólido puede alcanzar el nivel de microsegundos, mucho más alta que el nivel de milisegundos del relé mecánico.
(2) Vida útil: debido a que no hay una estructura mecánica, la vida útil del relé de estado sólido es más larga. Las partes mecánicas de los relés mecánicos son propensas al desgaste y a fallas después de un uso prolongado, mientras que los relés de estado sólido no tienen este problema, por lo que pueden proporcionar una vida útil más larga.
(3) Silencio: el relé mecánico en el proceso de conmutación producirá un sonido de impacto mecánico, y el relé de estado sólido no tiene movimiento mecánico, el relé de estado sólido no es un interruptor de contacto, no habrá sonido de impacto del relé mecánico. Este relé de estado sólido no producirá ruido, más silencioso.
(4) Volumen: la diferencia anterior en volumen, en comparación con el volumen del relé mecánico, el volumen del relé de estado sólido será menor y ocupará menos espacio. Tiene una naturaleza portátil más grande. El tamaño pequeño del relé de estado sólido también le permite lograr una mayor densidad de circuitos en un espacio limitado y se puede aplicar mejor en algunas áreas con espacio limitado o requisitos de alto peso.
(5) Fiabilidad: el relé de estado sólido no tiene contacto mecánico, es un interruptor sin contacto. Los relés de estado sólido no degradan su rendimiento debido al desgaste mecánico y no pueden producir fenómenos de arco, lo que extiende significativamente su vida útil. Y la velocidad de conmutación del relé de estado sólido es muy rápida, que puede alcanzar un tiempo de respuesta de varios milisegundos a varios microsegundos, y tiene una alta fiabilidad y una larga vida útil debido a sus características inherentes de componentes electrónicos. La estructura del relé de estado sólido está completamente sellada, con buena resistencia a la vibración y resistencia al impacto mecánico, y es adecuada para el trabajo en entornos de alto impacto y vibración. La carcasa también tiene buenas propiedades a prueba de humedad, moho y prevención de corrosión, adecuada para todo tipo de entornos hostiles.
5. Áreas de aplicación:
Los relés de estado sólido se utilizan ampliamente en diversos campos, incluidos:
(1) Sistema de control de automatización industrial: el sistema de control de automatización industrial necesita una operación de interruptor eficiente y de alta velocidad, el relé de estado sólido puede cumplir con estos requisitos y puede soportar el ruido del entorno industrial, la interferencia electromagnética y otros factores adversos.
(2) Electrodomésticos: los relés de estado sólido se utilizan ampliamente en electrodomésticos, como hornos eléctricos, hornos microondas, calentadores de agua eléctricos, etc. Debido a su confiabilidad y características de larga vida útil, puede mejorar la vida útil y la eficiencia de trabajo de los electrodomésticos.
(3) Equipo médico: El equipo médico tiene altos requisitos de precisión y confiabilidad, y los relés de estado sólido pueden proporcionar un control de conmutación más estable y preciso, por lo que se usa ampliamente en equipos médicos.
(4) Electrónica de potencia: La aplicación de relés de estado sólido en el campo de la electrónica de potencia también está aumentando gradualmente, como convertidores de frecuencia, inversores y pilas de carga.
En conclusión, los relés de estado sólido son relés que utilizan dispositivos semiconductores como componentes clave, con las ventajas de alta velocidad, larga vida útil, silencio, tamaño pequeño y alta confiabilidad. Se utilizan ampliamente en automatización industrial, electrodomésticos, equipos médicos y electrónica de potencia. Estas características hacen que los relés de estado sólido sean una alternativa ideal a los relés mecánicos.
