Przekaźnik półprzewodnikowy to przekaźnik z komponentami półprzewodnikowymi (takimi jak urządzenia półprzewodnikowe) jako kluczowymi komponentami. W porównaniu z tradycyjnymi przekaźnikami mechanicznymi przekaźniki półprzewodnikowe mają wiele różnic i zalet. Poniżej opisano szczegółowo definicję, zasadę działania, strukturę, zalety i obszary zastosowań przekaźników półprzewodnikowych.
1. Definicja przekaźnika półprzewodnikowego:
Przekaźnik półprzewodnikowy (skrót słowa sr), cały skład przekaźnika półprzewodnikowego składa się z elektronicznych elementów półprzewodnikowych, jest nowym typem bezdotykowego urządzenia przełączającego powyżej przemysłowych urządzeń elektrycznych. Czym jest przełącznik kontaktowy, w rzeczywistości jest to wykorzystanie elementów elektronicznych (takich jak trioda przełączająca, dwukierunkowe sterowanie krzemowe i inne urządzenia półprzewodnikowe) charakterystyki przełączania, może osiągnąć cel braku iskry do dotykania włączania i wyłączania obwodu, więc jest również znany jako „przełącznik kontaktowy”. Przekaźnik półprzewodnikowy jest aktywnym urządzeniem czterozaciskowym, w którym dwa zaciski są końcami sterowania wejściowego, a pozostałe dwa końce są końcami sterowania wyjściowego. Ma zarówno efekt napędu wzmacniającego, jak i efekt izolacji
2. Zasada działania przekaźnika półprzewodnikowego:
Przekaźnik półprzewodnikowy to przełącznik bezdotykowy. Jego zasada działania opiera się na właściwościach przewodzących urządzenia półprzewodnikowego. Zawiera obwód sterujący i pętlę obciążenia. Gdy sygnał sterujący jest podawany do obwodu sterującego, gdy przekaźnik działa normalnie, model sterowania przechodzi przez element półprzewodnikowy w obwodzie sterującym, a następnie prąd może przepływać przez obwód obciążenia, aby zrealizować operację przełączania. W rzeczywistości stan przełącznika można kontrolować, zmieniając rozmiar wejściowego napięcia sterującego.
3. Budowa przekaźnika półprzewodnikowego:
wejście:
Zgodnie z różnymi kategoriami napięcia wejściowego, obwód wejściowy można podzielić na obwód wejściowy DC, obwód wejściowy AC i obwód wejściowy AC/DC. Niektóre obwody sterowania wejściowego mają również TTL/CMOS, kompatybilne, dodatnie i ujemne sterowanie logiczne i funkcje odwrotne, można je łatwo połączyć z obwodami logicznymi TTL, MOS.
W przypadku sygnału sterującego o stałym napięciu sterującym przyjęto obwód wejściowy rezystancji. Prąd sterujący jest gwarantowany na poziomie większym niż 5 mA. W przypadku sygnału sterującego o dużym zakresie zmian (takim jak 3~32 V) przyjęto obwód prądu stałego, aby zapewnić, że prąd działa niezawodnie na poziomie większym niż 5 mA w całym zakresie zmian napięcia.
Sprzęgło izolacyjne
Izolacja i sprzężenie obwodu wejściowego i wyjściowego przekaźnika półprzewodnikowego obejmuje sprzężenie fotoelektryczne i sprzężenie transformatorowe: sprzężenie fotoelektryczne zwykle wykorzystuje fotodiodę-fototriodę, fotodiodę-dwukierunkowy krzem sterowany światłem, ogniwo fotowoltaiczne, realizując kontrolę izolacji między stroną sterowania a stroną obciążenia. Sprzęganie transformatora wysokiej częstotliwości wykorzystuje sygnał wysokiej częstotliwości sprzężony z uzwojeniem wtórnym, prostowany przez kontrolę falową i obwód logiczny w celu utworzenia sygnału sterującego.
obwód wyjściowy
Wyłącznik zasilania SSR jest bezpośrednio podłączony do zasilania i obciążenia, realizując włączanie i wyłączanie zasilania obciążenia. Wykorzystuje głównie tranzystory kwarcowe dużej mocy (tranzystor przełączający), jednokierunkowe (tyrystor lub SCR), dwukierunkowe (triak), lampę polową mocy (MOSFET), tranzystor bipolarny z izolowaną bramką (IGBT). Obwód wyjściowy przekaźnika półprzewodnikowego można również podzielić na obwód wyjściowy DC, obwód wyjściowy AC i obwód wyjściowy AC/DC. W zależności od rodzaju obciążenia można go podzielić na przekaźnik półprzewodnikowy DC i przekaźnik półprzewodnikowy AC. Urządzenia bipolarne lub lampy polowe mocy mogą być używane do wyjścia DC, a dwa SCR lub jeden dwukierunkowy SCR są zwykle używane do wyjścia AC. Przekaźnik półprzewodnikowy AC można podzielić na jednofazowy przekaźnik półprzewodnikowy AC i trójfazowy przekaźnik półprzewodnikowy AC. Przekaźnik półprzewodnikowy AC można podzielić na losowy przekaźnik półprzewodnikowy AC i przekaźnik półprzewodnikowy AC z przekroczeniem zera w zależności od czasu przewodzenia i wyłączania.
4. Różnice i zalety:
(1) Prędkość: Prędkość reakcji przekaźnika półprzewodnikowego jest szybsza, ponieważ jest on sterowany przez urządzenia półprzewodnikowe i jest przekaźnikiem mechanicznym bez elementów mechanicznych. Dlatego prędkość przełączania przekaźnika półprzewodnikowego może osiągnąć poziom mikrosekund, znacznie wyższy niż poziom milisekund przekaźnika mechanicznego.
(2) Żywotność: ponieważ nie ma struktury mechanicznej, żywotność przekaźnika półprzewodnikowego jest dłuższa. Części mechaniczne przekaźników mechanicznych są podatne na zużycie i podatne na awarie po długim użytkowaniu, podczas gdy przekaźniki półprzewodnikowe nie mają tego problemu, więc mogą zapewnić dłuższą żywotność.
(3) Cisza: przekaźnik mechaniczny w procesie przełączania będzie generował dźwięk uderzenia mechanicznego, a przekaźnik półprzewodnikowy nie ma ruchu mechanicznego, przekaźnik półprzewodnikowy jest przełącznikiem bezstykowym, nie będzie dźwięku uderzenia przekaźnika mechanicznego. Ten przekaźnik półprzewodnikowy nie będzie generował hałasu, jest bardziej cichy.
(4) Objętość: różnica powyżej objętości, w porównaniu do objętości przekaźnika mechanicznego, objętość przekaźnika półprzewodnikowego będzie mniejsza, zajmie mniej miejsca. Ma większą przenośną naturę. Mały rozmiar przekaźnika półprzewodnikowego umożliwia również osiągnięcie większej gęstości obwodów w ograniczonej przestrzeni i może być lepiej stosowany w niektórych obszarach o ograniczonej przestrzeni lub wysokich wymaganiach dotyczących masy.
(5) Niezawodność: przekaźnik półprzewodnikowy nie ma styku mechanicznego, jest przełącznikiem bezstykowym. Przekaźniki półprzewodnikowe nie pogarszają swojej wydajności z powodu zużycia mechanicznego i nie mogą wytwarzać zjawiska łuku, co znacznie wydłuża ich żywotność. A prędkość przełączania przekaźnika półprzewodnikowego jest bardzo szybka, co może osiągnąć czas reakcji od kilku milisekund do kilku mikrosekund, i ma wysoką niezawodność i długą żywotność ze względu na jego wrodzone cechy komponentów elektronicznych. Struktura przekaźnika półprzewodnikowego jest całkowicie uszczelniona, z dobrą odpornością na wibracje i uderzenia mechaniczne, i nadaje się do pracy w środowisku o dużym uderzeniu i wibracjach. Powłoka ma również dobre właściwości zapobiegające wilgoci, pleśni, korozji, nadaje się do wszelkiego rodzaju trudnych warunków środowiskowych.
5. Obszary zastosowań:
Przekaźniki półprzewodnikowe są szeroko stosowane w różnych dziedzinach, w tym:
(1) System sterowania automatyzacją przemysłową: system sterowania automatyzacją przemysłową wymaga szybkiej i wydajnej pracy przełączników, przekaźnik półprzewodnikowy może spełnić te wymagania i wytrzymać hałas środowiska przemysłowego, zakłócenia elektromagnetyczne i inne niekorzystne czynniki.
(2) Sprzęt gospodarstwa domowego: przekaźniki półprzewodnikowe są szeroko stosowane w urządzeniach gospodarstwa domowego, takich jak piece elektryczne, kuchenki mikrofalowe, elektryczne podgrzewacze wody itp. Ze względu na swoją niezawodność i długą żywotność mogą wydłużyć czas eksploatacji i wydajność pracy urządzeń gospodarstwa domowego.
(3) Sprzęt medyczny: Sprzęt medyczny ma wysokie wymagania dotyczące dokładności i niezawodności, a przekaźniki półprzewodnikowe mogą zapewnić bardziej stabilną i precyzyjną kontrolę przełączania, dlatego są szeroko stosowane w sprzęcie medycznym.
(4) Elektronika mocy: W dziedzinie elektroniki mocy stopniowo zwiększa się również zastosowanie przekaźników półprzewodnikowych, np. w przetwornicach częstotliwości, falownikach i ogniwach ładujących.
Podsumowując, przekaźniki półprzewodnikowe to przekaźniki wykorzystujące półprzewodniki jako kluczowe komponenty, z zaletami dużej prędkości, długiej żywotności, ciszy, małych rozmiarów i wysokiej niezawodności. Są szeroko stosowane w automatyce przemysłowej, sprzęcie gospodarstwa domowego, sprzęcie medycznym i elektronice mocy. Te cechy sprawiają, że przekaźniki półprzewodnikowe są idealną alternatywą dla przekaźników mechanicznych.
Polecane przekaźniki półprzewodnikowe
Miniaturowy rozmiar, doskonała wydajność
Długa żywotność, stabilny czas pracy i roczna gwarancja
Wodoodporny i odporny na wstrząsy. Nadaje się do większości środowisk, ze stabilną wydajnością