В електрически и електронни вериги често използваме няколко основни компонента, устройства и т.н. Тези компоненти и устройства включват превключващи компоненти, защитни устройства, сензорни елементи и т.н. Нека разгледаме превключващите и защитни устройства като транзистори, диоди, тиристори и др.,. Тук, в тази статия, нека обсъдим подробно за специален тип комутационно и защитно устройство, наречено реле. Преди всичко трябва да знаем какво е реле и как работи релето.
Какво е Relay?
Реле
Релето може да бъде наречено като различен тип превключвател, който може да се управлява електрически. Обикновено релетата се управляват механично като превключватели с помощта на електромагнит и тези типове релета се наричат като полупроводникови релета. Има различни видове релета и се класифицират въз основа на различни критерии, като например въз основа на работното напрежение, на базата на операционната технология и т.н. Различни видове релета могат да бъдат изброени като реле за заключване, живачно реле, реле за тръстика, реле на Бухолц, вакуумно реле, реле в твърдо състояние и т.н. Преди да обсъдим подробно типовете релета, нека обсъдим как работи релето.
Реле работи
За да обсъдим работата на релето, трябва да разгледаме всеки един вид реле и тук в тази статия да разгледаме твърдо реле, за да разберем лесно за работата на релето. Твърдото реле може да се определи като реле, което използва полупроводниковите полупроводникови устройства за извършване на превключваща операция. Ако сравним електромагнитно реле и полупроводниково реле, тогава можем да забележим, че твърдотелното реле предлага висока мощност. Тези полупроводникови релета отново се класифицират в различни типове като трансформаторно, фото куплирано, тръстиково реле, свързано в твърдо състояние.
Твърдото реле работи подобно на електромеханичното реле, но полупроводниковото реле не съдържа движещи се части. Следователно предлагаме повишена дългосрочна надеждност в сравнение с релетата с движещи се контакти. Мощните MOSFET транзистори се използват като превключващи устройства в твърдо състояние реле работи . Електрическата изолация между входната верига с ниска мощност и веригата с висока мощност може да бъде осигурена с помощта на опто-съединител.
Нека разгледаме практически пример за полупроводниково реле, както е показано на фигурата по-долу. Ако изходният превключвател е отворен или MOSFET е изключен, тогава се казва, че има безкрайно съпротивление. По същия начин, ако изходният превключвател е затворен или MOSFET провежда, тогава се казва, че има много ниско съпротивление. Можем да използваме тези полупроводникови релета за превключване както на променлив, така и на постоянен ток.
Реле в твърдо състояние
Горната схема се състои от фотоволтаичен блок със светодиод, който включва MOSFETs (Транзистори с полеви ефект на полупроводникови метални оксиди) с 20mA през светодиода. Фотоволтаикът се състои от 25 силициеви диода, който генерира 0.6V изход, така че да направи общо 15V, което е достатъчно голямо, за да включи MOSFET.
Практическа работа на реле в твърдо състояние
За да разберем за работата на релетата в дълбочина, нека разгледаме практически трифазни полупроводникови релета със ZVS. Три еднофазни блока с мощност триак и snubber мрежа се използват за превключване на нулево напрежение, за да се контролира всяка фаза поотделно.
Трифазно полупроводниково реле със ZVS от Edgefxkits.com
Този проект се състои от 8051 микроконтролер който изпраща сигнали за превключване към всяка фаза чрез оптоизолатори. Оптоизолаторите управляват натоварванията през набор от триаци, които са свързани последователно с товари. За всеки импулс с нулево напрежение микроконтролерът генерира изходни импулси, така че да включва товара за всяко нулево пресичане на формата на вълната на захранването.
Трифазно полупроводниково реле с блокова диаграма на проекта ZVS от Edgefxkits.com
Горната фигура показва блок-схемата на практичното трифазно полупроводниково реле със ZVS, което се състои от блок за захранване , блок на микроконтролера, комплект TRIAC и товари. Функцията за пресичане на нулата на оптоизолатора (който действа като драйвер на TRIAC) избягва рязкото пускане на ток върху индуктивни и резистивни товари, като осигурява ниско генериране на шум. Два бутона се използват за генериране на изходни импулси от микроконтролера.
За да проверим превключването на товара в точката с нулево напрежение, можем да проверим формите на напрежение, приложени към товара, като се свържем към CRO или DSO. Работното реле може да бъде удължено за превключване на тежки товари в промишлеността, като се използват два тиристора назад. Чрез включване на защита от претоварване и защита от късо съединение можем да постигнем висока надеждност.
Предимства на твърдотелното реле
- Полупроводниковото реле работи напълно безшумно, по-тънко и позволява плътно опаковане.
- Независимо от количеството употреба, SSR имат постоянно изходно съпротивление.
- Работата на релето е чиста и безпрепятствена в сравнение с механичната работа на релето.
- Дори и във взривоопасна среда могат да се използват и SSR, тъй като те не причиняват искри дори при работа на реле.
- Тъй като няма движещи се части, тези SSR са дълготрайни в сравнение с механичните релета.
Недостатъци на твърдотелното реле
- За веригата за зареждане на портата е необходимо изолираното захранване.
- Преходните напрежения могат да причинят фалшиво превключване.
- Поради телесния диод, SSR имат високо преходно време за обратно възстановяване.
Искате ли да знаете подробно за различните видове релета? Интересувате ли се от проектиране проекти за електроника сам? След това публикувайте вашите коментари, предложения, идеи и заявки в раздела за коментари по-долу.
