Современная электрическая система https://www.delexgroup.ru Управление значительно улучшилось благодаря изобретению твердотельных устройств, таких как диоды, транзисторы и тиристоры. Для устройств с высокой нагрузкой, таких как нагреватели и двигатели, твердотельные реле имеют значительные преимущества по сравнению с традиционными механическими реле.
Они не идеальны для всех ситуаций, но у них есть много привлекательных преимуществ и некоторые важные ситуации, в которых они находятся на вершине.
Твердотельные реле — довольно сложные устройства, но их простая цель — активировать одну выходную нагрузку при подаче питания. Они работают эффективно и эффективно, а в некоторых случаях могут выдерживать очень большие нагрузки с очень точными управляющими напряжениями.
Базовая конструкция твердотельного реле состоит из управляющей (входной) стороны с двумя выводами. Подача напряжения на эти входные клеммы активирует внутренний светодиод в паре с защитным токоограничивающим резистором. Обычно это обеспечивает вход примерно 10-20 мА для активации светодиода.
Входное напряжение может принимать диапазон низкого напряжения постоянного тока, низкого напряжения переменного тока и линейного напряжения переменного тока, но каждое напряжение представляет собой другую модель реле. Свет от светодиода попадает на светочувствительный транзистор или тиристор (обычно тиристор, симистор). Это позволяет вам управлять нагрузкой постоянного или переменного тока, но вы не можете управлять обоими одновременно.
Пять преимуществ твердотельных реле
Твердотельные реле не идеальны для всех ситуаций и не предназначены для замены механических реле во всех случаях. Однако есть некоторые важные преимущества, которые могут быть не в пользу выбора полупроводника для управления нагрузочным устройством.
Низкое энергопотребление
Первым из этих факторов, обуславливающих использование полупроводниковых элементов управления, является низкое энергопотребление, необходимое для их питания. Твердотельные реле активируются внутренними светодиодами со встроенными токоограничивающими резисторами, поэтому вся схема управления потребляет всего несколько миллиампер.
Стендовые испытания твердотельных реле показали входной ток 15 мА при 24 В, потребляемую мощность 360 мВт и входное сопротивление 1,6 кОм.
Обеспечение долгой жизни
Следующим важным преимуществом использования твердотельных реле является их долгий срок службы. Поскольку он не содержит движущихся частей, он не повреждается механической усталостью, как механические устройства. Это приводит к увеличению срока службы и снижению затрат на замену, особенно при частой замене.
Выходные реле постоянного тока выдерживают более 21 миллиона часов (2400 лет) использования, когда нагрузка потребляет 50% номинальной мощности. Придумать стендовый прибор для проверки этого рейтинга реально невозможно. Механические реле, для сравнения, основаны на количестве циклов переключения в течение их срока службы.
Высокая скорость переключения
Третьим важным преимуществом выходных реле постоянного тока, в частности, является очень высокая скорость переключения. Механические реле имеют ограниченную скорость или частоту переключения из-за времени, необходимого для переключения контактов. Поскольку нет движущихся частей, твердотельное исполнение выполняется быстрее.
Эти нагрузки постоянного тока могут изменять рабочий цикл, посылать управляющие сигналы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на устройства с высокой нагрузкой и обеспечивать электрическую изоляцию, невозможную с одним транзистором.
При такой низкой скорости невозможно точно контролировать среднее напряжение, подаваемое на нагрузочное устройство.
