Твердотельные реле — примеры использования и подключения

Защита

Большинство производителейрекомендуют в качестве защиты устанавливать быстродействующие предохранители. Это нужно для того, чтобы в случае перегрузки или короткого замыкания нагрузки не произошло поломки ТТР.

Однако, поскольку стоимость таких предохранителей сопоставима со стоимостью самого ТТР, существует вариант установки вместо предохранителей защитных автоматов. Причем, производители рекомендуют только защитные автоматы с время-токовой характеристикой типа «В».

Чтобы пояснить принцип защиты, рассмотрим известные графики время-токовых характеристик автоматических выключателей:

vremya-tokovye.jpg

Из графика видно, что при превышении тока защитного автомата с характеристикой «В» более чем в 5 раз время его выключения – около 10 мс (пол периода напряжения частотой 50 Гц).

Из этого можно сделать вывод, что для того, чтобы иметь большие шансы по сохранению работоспособности ТТР в случае КЗ, нужно применять защитные автоматы с характеристикой «В». При этом нужно соответственно рассчитывать токи нагрузки и защитного автомата в зависимости от максимального тока твердотельного реле.

Характеристики цепей коммутации этих производителей

Марка реле/ параметры Протон импульс 5П19.20 Crydom H12D4825D PBF Teledyne Relays SD48D50A2 Carlo Gavazzi RA2A48D25 Celduc SOB562460
Коммутируемое напряжение в В. 30 — 540 50 — 530 25 — 600  40 — 530 25 — 600
Коммутируемый ток в А. 0.06 — 25 0.15 — 25 0.005 — 50 0.15 — 25  25
Пиковое напряжение в В. 1200 1200 1200 1200 1200
Пиковый ток в А. 300 250(16,5мс) 550 300(10мс) 230
Рабочая температура. — 40…+85  ̊С — 40…+80  ̊С — 40…+100 ̊С — 20…+80 ̊С — 40…+100  ̊С
  • При монтаже изделий для сетей 220 и 380В старайтесь их размещать в РЩ, а не в распределительных коробках и подрозетниках. Это упростит монтаж и доступ при необходимости изменения схемы или ремонта;
  • Обязательно учитывайте полярность при подключении цепи управления и выхода реле с постоянным током.

Конструкция твердотельных реле и принцип работы

Название твердотельное, указывает на структуру конструкции реле, схема которого собрана из полупроводниковых приборов на печатных платах, тиристорах, транзисторах или симисторах. Все элементы помещаются в жесткий корпус, ингда заливаются эпоксидной смолой, таким образом, получается неразборная жесткая конструкция. С наружи выведены только контакты для управления и коммутации подключаемой нагрузки.

1-11-500x281.jpg
Разные модели твердотельных реле

Фактически каждый отдельно взятый тиристор или транзистор является бесконтактным твердотельным реле. При подаче управляющего напряжения на полупроводниковый кристалл p-n-p переходы в его структуре открываются, пропуская ток, при снятии управляющего напряжения закрываются, останавливая поток электронов.

Обычное реле с электромагнитной катушкой и механическими контактами работает по такому же принципу. При подаче напряжения на электромагнитную катушку сердечник втягивается, размыкает или замыкает контакты в зависимости от конструктивных особенностей изделия.

Так как габариты полупроводников имеют малые размеры в одном корпусе можно разместить, комплексную систему коммутации групп контактов различного назначения с схемами на замыкание или размыкание. При этом используются транзисторы, симисторы, тиристоры с р-np или npn переходами, в зависимости от функционального назначения применяют соответствующие твердотельные реле.

Структурная схема твердотельного реле с основными элементами

Изделия отличаются по техническим параметрам по величине коммутируемого тока, напряжению управления и многим другим параметрам. В большинстве случаев сигнал управления на входе предается оптическим путем, через подсветку светодиодом, фотодиода для включения коммутации.

Ошибки, допускаемые при использовании твердотельных реле

  • Чаще всего потребители не правильно делают выбор реле по техническим характеристикам, в результате чего оно не работает или быстро выходит из строя;

Характеристики входных сигналов управления твердотельных реле различных производителей

Марка реле/ параметры серия протон импульс 5П19.20 Crydom H12D4825D PBF Teledyne Relays SD48D50A2 Carlo Gavazzi RA2A48D25 Celduc SOB562460
Величина напряжения постоянного тока в В. 10 — 30 4 — 15 10 – 30 4.5 — 32 3.5 — 32
Минимальная амплитуда срабатывания в В. 1 1 1 1-2 1-2
Входной ток мА. 10 — 25 13 3 До 10 13

Использование андруино

Для расширения возможностей и сфер применения твердотельных реле широко используют универсальные платы с процессором андруино, которые позволяют управлять переключением самых разных устройств. Это тот случай, когда сигнал управления 3-5В, процессор подключается к компьютеру, с соответствующим программным обеспечением которое управляет работой твердотельных реле, посылая на вход сигналы управления.

Программное обеспечение можно корректировать самостоятельно, методика С++ не сложная, доступна для обычного обывателя не имеющего специального образования программиста и навыков в электронике. Эта тема требует отдельного детального рассмотрения. Управление осуществляется работой различных устройств:

  • Замыканием кнопки пуска любого устройства (звонка, освещения, звуковой сигнализации);
  • Поворотом устройства приводов;
  • Включением электромоторов;
  • Включением датчиков освещения;
  • При пресечении лазерного луча в охранных системах сигнализации;
  • Срабатывание датчиков движения;
  • Датчики температур, управляющие отопительной системой;
  • Отправлять сигналы на другой андруино и много других функций.
14-2-500x257.jpg
Все варианты применения этого устройства трудно описать, плата с процессором может содержать 1 — 4 – 8 и больше каналов. Коммутация может программироваться по времени или управляться с клавиатуры ПК.
15-1-500x307.jpg
Для упрощения монтажа можно использовать универсальную панель, на которой можно собирать схемы любой коммутации без пайки, через разъемы с пружинными зажимами.
Более сложная система, включающая в себя центральный контролер, позволяет контролировать и управлять бытовыми приборами, на базе андруино можно создать самостоятельно комплекс «Умный дом».

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий