I elektriske og elektroniske kredsløb vi bruger ofte flere grundlæggende komponenter, enheder osv. Disse komponenter og enheder inkluderer skiftende komponenter, beskyttelsesenheder, sensorelementer og så videre. Lad os overveje at skifte og beskytte enheder såsom transistorer, dioder, tyristorer osv.,. Her, i denne artikel, lad os diskutere detaljeret om en særlig type skifte- og beskyttelsesanordning betegnet som et relæ. Primært skal vi vide, hvad der er relæ, og hvordan fungerer et relæ.
Hvad er relæ?
Relæ
Et relæ kan betegnes som en anden type afbryder, som kan betjenes elektrisk. Generelt betjenes relæer mekanisk som switch ved hjælp af en elektromagnet, og disse typer relæer betegnes som solid state-relæer. Der er forskellige typer relæer og klassificeres ud fra forskellige kriterier, såsom baseret på driftsspænding, baseret på driftsteknologi osv. Forskellige typer relæer kan være angivet som låsrelæ, kviksølvrelæ, reedrelæ, Buchholz-relæ, vakuumrelæ, solid state-relæ osv. Før vi diskuterer detaljeret om typer relæer, lad os diskutere, hvordan relæ fungerer.
Relæ fungerer
For at diskutere om funktion af relæ, skal vi overveje en hvilken som helst type relæ, og her i denne artikel skal du overveje solid state-relæ for let at forstå om relæarbejde. Solid state-relæ kan defineres som relæ, der anvender halvledere til halvledere til udførelse af skifteoperation. Hvis vi sammenligner elektromagnetisk relæ og solid state-relæ, så kan vi se, at solid state-relæet giver høj effektforøgelse. Disse solid state-relæer klassificeres igen i forskellige typer, såsom transformerkoblet, fotokoblet, reed-relækoblet solid state-relæ.
Solid state-relæarbejdet ligner det elektromekaniske relæ, men solid state-relæet indeholder ingen bevægelige dele. Derfor tilbyder øget langsigtet pålidelighed sammenlignet med relæer med bevægelige kontakter. Power MOSFET-transistorer bruges som omskifterenheder i fast tilstand relæarbejde . Den elektriske isolation mellem lavt effektindgangskredsløb og det høje effektudgangskredsløb kan tilvejebringes ved hjælp af en optokobling.
Lad os overveje et praktisk eksempel på solid state-relæ som vist i nedenstående figur. Hvis udgangskontakten åbnes, eller MOSFET er slukket, siges det at have uendelig modstand. Tilsvarende, hvis outputkontakten er lukket, eller MOSFET leder, siges det at have en meget lav modstand. Vi kan bruge disse solid state-relæer til at skifte både vekselstrøm og jævnstrøm.
Solid State-relæ
Ovenstående kredsløb består af solcelleanlæg med LED, som tænder for MOSFET'er (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) med 20mA gennem LED. Solcelleanlægget består af 25 siliciumdioder, der genererer 0,6V output, således at der produceres i alt 15V, hvilket er stort nok til at tænde MOSFET'erne.
Praktisk Solid State Relay Working
For at forstå, hvordan relæer arbejder i dybden, lad os overveje praktisk trefaset solid state-relæ med ZVS. Tre enfasede enheder med power triac og snubber-netværk bruges til nul spændingskobling for at styre hver fase individuelt.
Trefaset solid state-relæ med ZVS af Edgefxkits.com
Dette projekt består af 8051 mikrokontroller der sender koblingssignaler til hver fase gennem Opto-isolatorer. Opto-isolatorerne driver belastningerne gennem et sæt triacs, der er forbundet i serie med belastninger. For hver nulspændingsimpuls genererer mikrokontrolleren udgangspulser, således at belastningen tændes for hver nulkrysning af forsyningsbølgeformen.
Trefaset solid state-relæ med ZVS-projektblokdiagram af Edgefxkits.com
Ovenstående figur viser blokdiagrammet for praktisk trefaset solid state-relæ med ZVS, der består af strømforsyningsblok , mikrocontrollerblok, TRIAC-sæt og belastninger. Nulkrydsningsfunktionen i en Opto-isolator (som fungerer som TRIAC-driver) undgår pludselig strømindgang på induktive og resistive belastninger ved at sikre lav støjgenerering. To trykknapper bruges til at generere outputimpulser fra mikrocontrolleren.
For at kontrollere belastningsomskiftning ved nulspændingspunktet kan vi kontrollere bølgeformerne for spændingen, der påføres belastningen ved at forbinde til en CRO eller en DSO. Relæarbejdet kan udvides til at skifte tung belastning i branchen ved at bruge to ryg-til-ryg-tyristorer. Ved at inkorporere overbelastningsbeskyttelse og kortslutningsbeskyttelse kan vi opnå høj pålidelighed.
Fordele ved Solid State Relay
- Solid state-relæarbejdet er helt lydløst, slankere og muliggør tæt pakning.
- Uafhængigt af mængden af brug har SSR'erne konstant outputmodstand.
- Relæarbejdet er rent og hoppefri sammenlignet med mekanisk relæarbejde.
- Selv i eksplosive miljøer kan også SSR'er bruges, da de ikke forårsager gnistdannelse selv under relæarbejde.
- Da der ikke er nogen bevægelige dele, er disse SSR'er langvarige sammenlignet med mekaniske relæer.
Ulemper ved Solid State Relay
- For portladningskredsløbet er den isolerede biasforsyning afgørende.
- Spændingstransienterne kan forårsage falske skift.
- På grund af kropsdioden har SSR'erne høj forbigående omvendt genopretningstid.
Vil du vide mere om de forskellige typer relæer? Er du interesseret i at designe elektronikprojekter alene? Send derefter dine kommentarer, forslag, ideer og forespørgsler i kommentarfeltet nedenfor.
