Које оптерећења су погодна за једноставан релеј чврстог стања?

Резистивни оптерећења: Идеална утакмица за једно реле чврстог стања

Зашто отпорна оптерећења минимизују напон на једноструким полупроводницима излаза релеја чврстог стања

Када је реч о отпорним оптерећењима као што су грејачи и старе лампе са нагљеном жиљком, они заправо стављају врло мало напетости на полупроводнике унутар релеја чврстог стања (ССР). Ове врсте оптерећења имају оно што инжењери називају фактором снаге близу јединства, што у основи значи да напон и струја остају лепо у реду уместо да се не синхронизују. Овај распоред спречава те досадне уздизе напона који се дешавају када се опрема укључи или искључи. Пошто нема изненадног прилива струје или складиштене енергије, потреба за електричном енергијом остаје стабилна и предвидива са топлотне тачке гледишта. То помаже да се деликатни полупроводнички зглобови заштите од понављања циклуса загревања и хлађења који могу узроковати зношење током времена. Важно је напоменути да отпорна оптерећења не отбацују нежељену електричну енергију (познату као назад-ЕМФ) када се искључе, за разлику од њихових индуктивних или капацитивних колега. Ово чини живот много лакшим за ССР-е јер могу сигурно радити у својим нормалним параметрима без потребе за додатним безбедносним маргинама уграђеним у дизајн.

Прелазак нултом: Како повећава дуговечност и перформансе ЕМИ-а у резистивним апликацијама

Када се користи прекидач нулте крстарења, релеј чврстог стања се укључује у тренутку када се АЦ напон пређе нулу волта. Ова пажљива временска мерка помаже у избегавању изненадних скокова у текућем протоку који могу изазвати проблеме. Шта је било последица? Мање стреса од пораза струје и знатно смањено електромагнетне интерференције или ЕМИ. Тестирања показују око 40 dB ниже нивое ЕМИ у поређењу са редовним методама преласка. Индустријски системи за грејање имају предност посебно зато што генеришу много мање буке која би могла ометати друге контролне колове у близини. Компоненте тиристора троше много мање енергије, негде између 65% и 80% мање, што значи да ови делови трају дуже пре него што требају заменити. Још један велики плус је избегавање проблема са контактним заваривањем који погађају механичке релеје након милиона операција сваке године. За апликације које захтевају понављано прелажење током многих година, нулто крстарење остаје најбољи избор за поуздано управљање отпорним оптерећењима.

Индуктивни оптерећења: Критична разматрања за поузданост релеја у једином чврстом стању

ЕМП и транзитори напона: Механизми примарног отказивања у једноструким реле коловима у чврстом стању

Индуктивни оптерећења као што су соленоиди, контактори и различите врсте мотора складиште енергију у својим магнетним пољима. Када се ови уређаји изненада искључе, они производе оштре вртозе напетости који могу достићи преко 1.000 вольта у микросекунди. Ови шипови узрокују деструктивне ефекте топлотних бегстава у полупроводницима излаза релеја у чврстом стању. У поређењу са једноставним отпорним оптерећењима, изненадно ослобађање складиштене енергије ствара услове сличне електричним луковима који убрзавају распад полупроводничких спојника. Већина раних неуспеха у индустријским инсталацијама ССР заправо долази из тог феномена. Ствари постају још лошије када нема природне тачке у којој струја пада на нулу током искључивања, што је посебно проблематично у АЦ системима, јер остатак магнетне енергије наставља да циркулише након што напон достигне нултан ниво.

Стратегије за ублажавање: Snubber мреже, dv/dt-rated SSR-ови и избор случајног преласка

Постоји неколико ефикасних начина за штитити један реле са чврстим стањем од тих досадних индуктивних претњи које могу изазвати све врсте проблема. Прво, РЦ-снаббер мреже раде чуда овде. Већина људи користи отпорнике од око 100 Ома повезане са кондензаторима од око 0,1 микрофарад. Ове мале опреме упијају тај изненадни избух енергије пре него што стигне до ССР излазног стадијума. Још једна добра пракса је одабир ССР-а који управља најмање 500 волтова по микросекунди за ДВ / ДТ рејтинге. Ово осигурава да унутрашњи делови не изгоре када се суоче са тим брзим напоном. За индуктивне кола, случајно прелазак уместо чекања на нулте тачке преласка помаже у спречавању тих непријатних резонансних проблема који се накупљају током времена. И не заборавите нешто важно што многи инжењери превиде: када се бавите индуктивним оптерећењима, увек смањујте струју ССР за око 40 до 50 посто. Овај додатни буфер рачуна за оне непредвидиве прилике покретања и привремене ситуације преоптерећења које се дешавају чешће него што бисмо желели.

Капацитивни и мешани оптерећења: управљање инруш струје са једним чврстим стањем релеа

Ускрснутак пуњења кондензатора: Зашто су врхунски струјни и И2т отпорни одлучујући за избор једноструких релета у чврстом стању

Када се покрећу капацитивни оптерећења као што су улазни филтери у прелазним режимима снабдевања, они стварају ове огромне струје које могу да се повећају било где од 20 до 40 пута више од нормалних оперативних нивоа. Ови приливи заправо представљају два главна проблема за релеје у чврстом стању. Прво, постоји непосредни ризик када струја прелази границе које уређај може да поднесе према својим спецификацијама. Друго је дугорочно питање где се топлотни стрес повећава током времена, измерен у тим I на квадрат t јединицама (ампер на квадрат по секунди). У почетку, кондензатори се понашају скоро као кратак спој јер је њихов отпор тако низак одмах након укључивања, што их излаже ризику од узроковања оштећења кроз ствари попут МОСФЕТ лавина или чак топљења везаних жица унутар. За свакога ко бира компоненте, проверка оба ова фактора постаје апсолутно неопходна за осигурање поузданог рада у стварним условима.

• Рејтинг врхунске струје прелази амплитуду упада у најгори случај
• И2т издржати вредност прелази интеграл укупне енергије напрека

Ослабљење за 5060% изнад израчунаних вредности је стандардна праксане само да би се прилагодило повећању ЕСР-а кондензатора изазваном старењем, већ и зато што ССР-ови са истосмерним излазом немају помоћ за нулту прелазак, што их чини посебно рањивим

Компатибилност АЦ против ЦЦ оптерећења: границе конфигурације излаза једног релеја чврстог стања

Начин на који АЦ и ДЦ оптерећења утичу на излазну архитектуру релеја чврстог стања је прилично другачији. За ССР-ове, они најбоље раде зато што могу да искористе оне природне нулте токове где таласни облик прелази нулте волте. То им омогућава да искључе струју чисто користећи компоненте као што су тиристори или триаци дизајнирани посебно за АЦ сигнале. Али ствари постају заплетне са DC оптерећењима. Овим се требају једносмерни излазни уређаји обично МОСФЕТ-ови или биполарни транзистори који могу да се носе са константним струјем и правилно искључе чак и када нема пада напона који би помогао у преласку. Када неко случајно користи ССР за ЦЦ апликацију, лоше ствари се брзо дешавају. Без тих нултих прелаза, реле само настави да неконтролише електричну енергију. То доводи до прегревања компоненти и на крају уништава полупроводничке делове унутар. Да би се ово урадило правилно, потребно је да се тип ССР-а тачно уједначи са врстом струје коју ће контролисати. Такође су важни напон и струја, који иду изван нормалних услови рада са пуно додатних капацитета. Ако не ухватите та детаље, не само да ће се испећи релеј, већ ће и цели систем неочекивано престати да ради.