Polovodičové relé
Úloha spoľahlivých spínačov v moderných automatizačných systémoch je veľmi dôležitá. Pokiaľ ide o moderné technologické oblasti, ako sú komunikačné systémy, spotrebná a automobilová elektronika alebo priemyselná automatizácia, všade dochádza k postupnému, ale zreteľnému prechodu od známych schém prepínania ku konvenčným. elektromagnetické relé a presun kontaktných štartérov na spoľahlivejšie spínacie nástroje, ako sú polovodičové relé.
Polovodiče právom nahrádzajú mechanické spínacie a riadiace zariadenia aj v obvodoch s veľkou prúdovou záťažou, pretože proces zdokonaľovania polovodičov každým rokom teší stále vyššie charakteristiky výkonových spínačov.
Polovodičové relé obsahuje vo svojom dizajne výkonné výkonové spínače, ktoré úspešne nahrádzajú kontakty tradičných elektromagnetických relé, štartérov a stýkačov. Tieto pokročilé polovodičové relé môžu spínať záťaže až do 250 ampérov, pričom sú spoľahlivejšie.
Galvanické oddelenie riadiaceho a výkonného obvodu nevyžaduje dodatočné izolačné opatrenia pre takéto relé. Polovodičové relé slúžia ako rozhranie, kde sú nízkonapäťové riadiace obvody a vysokonapäťové výkonové obvody navzájom izolované. Štruktúra polovodičových relé od rôznych výrobcov je relatívne podobná a všetky relé tohto typu majú len veľmi malé rozdiely.
Vstupný obvod takéhoto polovodičového relé môže pozostávať z odporu v sérii s optočlenom alebo môže byť zložitejší. Funkciou vstupného obvodu je prijímať riadiaci signál pre následné spínanie.
Ďalej v obvode je optická izolácia, ktorá poskytuje izoláciu medzi vstupným, medziľahlým a výstupným obvodom polovodičového relé. Vstupný signál je spracovaný spúšťacím obvodom, ktorý riadi spínanie výstupu polovodičového relé.
Spínací obvod dodáva napätie do záťaže. Zvyčajne sa táto časť skladá z tranzistora, tyristora alebo triaku.
Pre spoľahlivú prevádzku polovodičových relé v rôznych podmienkach, vrátane indukčných záťaží, je potrebný ochranný obvod. Napriek prítomnosti ochranného obvodu vo všetkých polovodičových relé však stále existujú rôzne úpravy a niektoré z týchto relé neumožňujú indukčné zaťaženie, zatiaľ čo iné sú pre ne špeciálne prispôsobené.
Výkonové polovodiče majú určitý vnútorný odpor, takže pri prepnutí záťaže sa polovodičové relé zahrieva. Pri zahrievaní nad 60 stupňov Celzia sa prípustná hodnota spínaného prúdu znižuje, preto v náročných prevádzkových podmienkach takéto relé vyžaduje dodatočný odvod tepla.Slúži na to radiátor alebo aj vzduchové chladenie.
Pre indukčné záťaže sa odporúča poskytnúť rezervu prípustného prúdu 2-4 krát, a ak hovoríme o riadení asynchrónneho motora, potom by rezerva prúdu mala byť desaťkrát.
Prúdové napätie pri ovládaní výkonnej záťaže aktívneho charakteru je eliminované použitím nulového spínacieho relé, takéto relé sú vybavené prídavnou riadiacou jednotkou spúšťacieho obvodu, ktorá zabraňuje spusteniu preťaženia. Ale pri riadení záťaže kapacitného alebo indukčného charakteru musí byť zabezpečená značná prúdová rezerva.
Jednosmerné relé s konštantným prúdom už má spravidla rezervu na krátkodobé (nie viac ako 10 milisekúnd) trojnásobné zvýšenie menovitého prúdu pri preťažení pri štarte a tyristorové relé - desaťnásobné.
Pre odolnosť voči impulznému šumu je RC obvod inštalovaný v pevnom relé paralelne s výstupným obvodom, ale pre spoľahlivejšiu ochranu je potrebné pripojiť externé varistory paralelne s každou z fáz takéhoto relé.
Technická dokumentácia poskytovaná výrobcom spravidla obsahuje všetky komplexné údaje o charakteristikách konkrétneho pevného relé a jeho prípustných režimoch prevádzky a oblastiach použitia vo všeobecnosti.