Выбор твердотельного реле

Введение

Твердотельные реле (SSR) используют для включения или выключения питания, которое подается к устройству, таким же образом, как обычный выключатель. С твердотельными реле, вы можете контролировать большие токи. Большинство твердотельных реле включается от напряжения 3 Вольта или выше, что отлично подходит для использования устройств с цифровым выходом.

Твердотельные реле (SSR) выполняют ту же работу, что и механические реле, но имеют следующие преимущества:

•Твердотельные реле производят меньше электромагнитных помех, чем механические реле во время работы. В основном это связано с отсутствием явления называемого – “ электрическая дуга”. В твердотельных реле не применяются электромагниты, тем самым отсутствуют лишние помехи.

•Контакты механического реле сильнее подвержены износу. В твердотельных реле нет механической составляющей, поэтому срок службы значительно дольше.

•Время срабатывания твердотельных реле значительно меньше, чем механических, для твердотельных ≈1мс, для механических ≈10мс

•Твердотельные реле бесшумны, в них отсутствуют механические переключатели.

• Твердотельные реле менее восприимчивы к вибрациям, чем механические реле. Отсутствует эффект “дребезжания” контактов.

Тем не менее, по сравнению с механическими реле, твердотельные реле:

•Значительно дороже

•Рассеивают больше энергии в виде тепла (1-2% предназначенной для питания нагрузки)

Принцип работы SSR

Вход управления реле соединен со светодиодом, который светит через воздушный зазор на фотоприёмник (оптрон), соединенный с коммутирующим элементом на нагрузке:

При подаче напряжения на управление реле, загорается светодиод, освещая фотоприемник, который открывает коммутирующий элемент, замыкается цепь нагрузки.

Управление и выбор реле

            Управлять твердотельным реле не сложнее чем обычным электромеханическим реле. Достаточно просто подать напряжение на управляющий вход и нагрузка подключится. Для отключения достаточно снять напряжение с управляющего входа. Как правило встречается два вида управляющих сигналов. Твердотельные реле типа DA управляются напряжением постоянного тока в диапазоне от 3 до 32 Вольт. Для типа AA переменным напряжением в диапазоне от 80 до 220В (могут быть использованы дляпримой замены электромагнитного пускателя без переделки схемы подключения).

            Выбор состоит в том, чтобы выбрать подходящий тип SSR для вашей задачи. Не существует одного твёрдотельного реле идеального подходящего для всех задач. Чтобы выбрать SSR для конкретного приложение, следуйте инструкциям ниже:

1)    Определите ток вашей   нагрузки. Для этого достаточно разделить мощность нагрузки на питающие напряжение.

I(А)=P(Вт)/U(В)

Для примера возьмём лампу накаливания 100 Вт. Для сети 220 В.

I=100(Вт)/220(В)=0,45А

2)    Определяем тип нагрузки (активная, реактивная) из таблицы:

Это необходимо чтобы не превысить максимальный ток твёрдотельного реле, реактивные нагрузки в момент включения потребляют значительно больший ток чем в рабочем режиме и это может привести к выходу твёрдотельного реле из строя.

Для примера: лампочка накаливания 100 Вт коэффициент 6. Тогда умножаем рабочий ток на данный коэффициент. Получается 0,45А*6=2,7 А. Другими словами, чтобы твердотельное работало долго и без перегрузки необходимо выбрать SSR с рабочим током не менее 2,7 A.

Твердотельные реле различаются по типу переключения:

1)    Нулевое переключение, в момент перехода напряжения через ноль

2)    Мгновенное переключение, в любой момент

Для индуктивной нагрузки лучше подходит мгновенное переключение.

Переключение через ноль создает меньше электро-магнитных помех, хорошо подходит для резистивных нагрузок.

Для плавного включения нагрузки стоит выбрать твердотельное реле с

переменным резистором. Управление осуществляется изменением напряжения управляющего входа, чем выше напряжение на управляющем входе, тем выше напряжение на нагрузке.

Охлаждение

Твердотельные реле обладают долгим сроком службы, при условии, что температура реле не будет выше 85°C.  Избыточный нагрев происходит от больших токов нагрузки, плохого теплоотвода, частого включения – выключения и плохого контакта соединительных проводов. Перед покупкой радиатора нужно убедиться в его целесообразности. Если реле работает при комнатной температуре и средний ток значительно меньше максимального, то радиатор не понадобится. Возможна установка реле на металлический корпус, реле будет рассеивать тепло через него.