Koje opterećenja odgovaraju za relej u jednom čvrstom stanju?

Otporna opterećenja: idealna kombinacija za jedan solid-state relej

Zašto otporne opterećenja minimiziraju napore na jednokratnim solidnim relejskim izlaznim poluprovodnicima

Kada je riječ o otpornim opterećenjima poput grijanja i staromodnih žarulja, oni zapravo stavljaju vrlo mali pritisak na poluprovodnike unutar relea čvrstog stanja (SSR). Ove vrste opterećenja imaju ono što inženjeri nazivaju skoro jednaki faktor snage, što u osnovi znači da se napon i struja lijepo poravnaju umjesto da se iskriju. Ovaj poravnanje sprečava one uznemirujuće vrhove napona koji se događaju kada oprema uključi ili isključi. Budući da nema iznenadnog naglašenja struje ili pohranjene energije, potreba za strujom ostaje stabilna i predvidljiva s toplinskog gledišta. To pomaže zaštititi osjetljive poluprovodničke spoje od ponavljajućih ciklusa grijanja i hlađenja koji mogu uzrokovati habanje s vremenom. Važno je napomenuti da otporna opterećenja ne bacaju neželjenu struju (poznatu kao back-EMF) kada su isključena, za razliku od njihovih induktivnih ili kapacitativnih kolega. To olakšava SSR-ovima život jer mogu sigurno raditi u okviru svojih normalnih parametara bez potrebe za dodatnim sigurnosnim maržama ugrađenim u projekt.

0-crossing prebacivanje: Kako poboljšava dugovječnost i EMI performanse u otpornim aplikacijama

Prilikom korištenja nulte prekretnice, solid state relej se uključuje u trenutku kada napetost AC prelazi nultu volt. Ovo pažljivo vrijeme pomaže izbjeći nagle skokove strujnog toka koji mogu uzrokovati probleme. Što je bilo s time? Manje stresa od porasta napajanja i znatno smanjeno elektromagnetno ometanje ili EMI. U ispitivanjima se pokazalo da su razine EMI-a u usporedbi s običnim metodama prekidača manje od 40 dB. Industrijski sustavi grijanja imaju prednost, naročito zato što stvaraju mnogo manje buke koja bi mogla ometati druge upravljačke krugove u blizini. Komponente tiristora troše mnogo manje energije, negdje između 65% i 80% manje zapravo, što znači da ti dijelovi traju duže prije nego što je potrebno zamijeniti. Još jedna velika prednost je izbjegavanje problema sa kontaktnim zavarivanjem koji pogađaju mehaničke releje nakon milijun operacija svake godine. Za primjene koje zahtijevaju ponavljajuće prekidavanje tijekom mnogih godina, nulta prelaza ostaje najbolji izbor za pouzdanu kontrolu otpornih opterećenja.

Induktivna opterećenja: Kritske razmatranja pouzdanosti relea u jednom čvrstom stanju

U skladu s člankom 4. stavkom 2. točkom (a) ovog Pravilnika, sustav za upravljanje električnim energijskim sustavom mora biti opremljen:

Induktivna opterećenja poput magnetnih polja, kontaktora i različitih vrsta motora skladište energiju unutar svojih magnetnih polja. Kada se ovi uređaji iznenada isključe, stvaraju oštre povratne EMF-spike koji mogu doseći preko 1.000 volti u mikrosekundi. Ovi šiljci uzrokuju destruktivne toplinske efekte u solid state relea izlaznim poluprovodnicima. U usporedbi s jednostavnim otpornim opterećenjima, iznenadno oslobađanje pohranjene energije stvara uvjete slične električnim lukovima koji ubrzavaju razbijanje poluprovodničkih spojeva. Većina ranih neuspjeha u industrijskim SSR instalacijama zapravo dolazi upravo iz ovog fenomena. Stvari postaju još gore kada ne postoji prirodna točka gdje struja pada na nulu tijekom isključenja, što je posebno problematično u sustavima AC-a jer preostalo magnetno snaga nastavlja cirkulirati nakon što napon dostigne nulu.

U slučaju da se primjenjuje primjena ovog članka, primjenjuje se sljedeći postupak:

Postoji nekoliko učinkovitih načina da se zaštiti jedan solid state rele od onih dosadnih induktivnih prijetnji koje mogu uzrokovati sve vrste problema. Prvo, RC snubber mreže rade čuda ovdje. Većina ljudi ide s otpornicima od oko 100 ohm povezanih s oko 0,1 mikrofarad kondenzatora. Ove male postavke upijaju taj iznenadni izboj energije prije nego što stigne do SSR izlazne faze. Druga dobra praksa je odabir SSR-a koji obrađuje najmanje 500 volti po mikrosekundi za dv / dt ocjene. To osigurava da se unutarnji dijelovi ne prže kada se suoče s tim brzim skokovima napona. Za induktivna kola, slučajno prebacivanje umjesto čekanja na nulu prekretnica pomaže spriječiti one gadne probleme rezonancije koji se grade s vremenom. I ne zaboravite nešto važno što mnogi inženjeri zanemaruju: kada se bave induktivnim opterećenjima, uvijek smanjite SSR struju za otprilike 40 do 50 posto. Ovaj dodatni tampon je odgovoran za nepredvidive eksplozije i privremene situacije preopterećenja koje se događaju češće nego što bismo željeli.

U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, primjenjuje se sljedeći postupak:

U slučaju da se radi o reelu u čvrstom stanju, potrebno je utvrditi razinu i vrijeme punjenja.

Kada se kapacitativna opterećenja poput ulaznih filtera u napajanja prekidačem pokreću, stvaraju ogromne struje koje mogu skočiti 20 do 40 puta više od normalnih radnih razina. Ovi poremećaji zapravo predstavljaju dva glavna problema za solid state releje. Prvo, postoji neposredni rizik kada vrhunac struje prelazi ono što uređaj može nositi prema svojim specifikacijama. Drugo je dugoročno pitanje gdje se toplinski stres nakuplja tijekom vremena, mjereno u tim jedinicama I na kvadrat t (amperi na kvadrat u sekundi). U početku kondenzatori djeluju gotovo kao kratki spoj jer je njihov otpor tako nizak odmah nakon uključenja napajanja, što ih stavlja u opasnost od oštećenja kroz stvari poput MOSFET lavina ili čak topljenja žica unutar veze. Za svakoga tko bira komponente, provjera oba ova faktora postaje apsolutno nužna za osiguranje pouzdanog rada u stvarnim uvjetima.

• Vrhunska rastojanje u slučaju da se ne primijeni primjena,
• I2t izdržljivost vrijednosti prelazi integral ukupne energije porasta

Smanjenje od 50~60% iznad izračunanih vrijednosti je standardna praksa, ne samo zbog povećanja ESR-a kondenzatora izazvanih starenjem, već i zato što SSR-ovi s izlaznim strujnim strujom nemaju pomoć pri nultim prelazima, što ih čini posebno ranjivim na ponavljajuće događaje upale.

U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, radi se o:

Način na koji AC i DC opterećenja utječu na izlaznu arhitekturu solid state releja prilično je različit. Za SSR-ove AC-a, najbolje rade jer mogu iskoristiti one prirodne strujne nule gdje valovi prelaze nuli volti. To im omogućuje da isključe struju čisto koristeći komponente poput tiristora ili trijak specijalno dizajniranih za AC signale. Ali stvari postaju komplikovane s DC teretima. Oni trebaju jednokrevetne izlazne uređaje obično MOSFET-ove ili bipolarne tranzistore koji mogu nositi stalni protok struje i ispravno se isključiti čak i kada ne postoji pad napona za pomoć pri prekidanju. Kada netko slučajno koristi SSR za DC primjenu, loše stvari se događaju brzo. Bez tih nultih prelaza, rele samo vodi struju nekontrolirano. To dovodi do pregrijavanja komponenti i na kraju uništava dijelove poluprovodnika unutar. Da bi to ispravno uradili, moramo uskladiti SSR tip s vrstom struje koju će kontrolirati. Važne su i napona i struje koje prevazilaze normalne radne uvjete s puno dodatnih kapaciteta. Ako pogrešno razumemo detalje, ne samo da se prži rele, nego i da se cijeli sustav neočekivano zaustavi.