Электроника:Цифровая электроника/Электромеханические реле/Твердотельные реле

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Твердотельные реле[1]

Ограничения электромеханических реле

Какими бы универсальными ни были электромеханические реле, они имеют множество ограничений. Они недёшевы в изготовлении, имеют ограниченный срок службы контактов, занимают немало места и не шибко быстро переключаются по сравнению с современными полупроводниковыми устройствами.

Эти ограничения особенно актуальны для контакторных реле большой мощности.

Твердотельные реле

Чтобы преодолеть эти ограничения, многие производители предлагают твердотельные реле, в которых для переключения регулируемой мощности вместо механических контактов используется тиристорный, симметричный или транзисторный выход. Устройство вывода (будь то ТРИАК, транзистор или кремниевый выпрямитель, он же SCR) оптически связано со светодиодным источником света внутри реле.

Реле включается при подаче питания на этот светодиод, обычно с помощью низковольтного источника постоянного тока. Эта оптическая изоляция между входом и выходом не уступает лучшему, что могут предложить электромеханические реле.

Рис. 1. Твердотельноые реле – попытка устранить недостатки электромеханических реле.
Рис. 1. Твердотельноые реле – попытка устранить недостатки электромеханических реле.

Преимущества твердотельных устройств

Будучи твердотельными устройствами, в них нет движущихся частей, которые могли бы изнашиваться, и они могут включаться/выключаться гораздо быстрее, чем может перемещаться любой механический релейный якорь. Между контактами отсутствует искрение и нет проблем с коррозией.

Одним из значительных преимуществ твердотельного реле (в котором в качестве вывода используется кремниевый выпрямитель или ТРИАК) перед электромеханическим устройством является его естественная склонность к размыканию цепи переменного тока только при нулевом тока нагрузки. Поскольку и SCR и ТРИАК являются тиристорами, присущий им гистерезис поддерживает непрерывность цепи после обесточивания светодиода до тех пор, пока переменный ток не упадёт ниже порогового значения (тока удержания).

На практике сие значит, что цепь никогда не будет прервана в середине пика синусоидальной волны. Подобные несвоевременные разрывы в цепи, содержащей значительную индуктивность, обычно вызывают большие всплески напряжения из-за внезапного коллапса магнитного поля, порождаемого индуктивностью.

Этого не произойдет в цепи, разорванной SCR или ТРИАКом. Эта функция называется переключением с пересечением нулевого уровня.

Недостатки твердотельных реле

Одним из недостатков твердотельных реле является то, что в случае отказа обычно их выходы «закорочены», в то время как контакты электромеханического реле «размыкаются» при выходе из строя. В принципе, каждое реле может выйти из строя и нестандартным для своей разновидности способом, но чаще всего отказы происходят именно так.

Поскольку «отказоустойчивое размыкание» само по себе более безопасно, чем «отказоустойчивое замыкание», во многих приложениях по-прежнему отдают предпочтение электромеханическим реле перед их твердотельными аналогами.

См.также

Внешние ссылки