I elektriska och elektroniska kretsar vi använder ofta flera grundläggande komponenter, enheter och så vidare. Dessa komponenter och enheter inkluderar växlingskomponenter, skyddsanordningar, avkänningselement och så vidare. Låt oss överväga växlings- och skyddsanordningar som transistorer, dioder, tyristorer osv.,. Här, i den här artikeln, låt oss diskutera i detalj om en speciell typ av kopplings- och skyddsanordning som kallas ett relä. I första hand måste vi veta vad som är relä och hur fungerar ett relä.
Vad är relä?
Relä
Ett relä kan betecknas som en annan typ av brytare som kan manövreras elektriskt. Generellt drivs reläer mekaniskt som omkopplare med hjälp av en elektromagnet och dessa typer av reläer benämns som halvledarreläer. Det finns olika typer av reläer och klassificeras baserat på olika kriterier, såsom baserat på driftspänning, baserat på driftsteknik och så vidare. Olika typer av reläer kan listas som spärrrelä, kvicksilverrelä, vassrelä, Buchholz-relä, vakuumrelä, halvledarrelä och så vidare. Innan vi diskuterar i detalj om typer av reläer, låt oss diskutera hur relä fungerar.
Relä fungerar
För att diskutera om arbetet av relä måste vi överväga vilken typ av relä som helst och här i den här artikeln, överväga solid state-relä för att lätt förstå om reläarbete. Halvledarrelä kan definieras som relä, som använder halvledar-halvledaranordningarna för att utföra omkopplingsoperation. Om vi jämför elektromagnetiskt relä och halvledarrelä, då kan vi observera att halvledarreläet erbjuder hög effektförstärkning. Dessa halvledarreläer klassificeras återigen i olika typer, såsom transformatorkopplad, fotokopplad, vassreläkopplad halvledarrelä.
Solid state-reläarbetet liknar det elektromekaniska reläet, men halvledarreläet innehåller inga rörliga delar. Erbjud därför ökad långsiktig tillförlitlighet jämfört med reläer med rörliga kontakter. Effekt-MOSFET-transistorerna används som omkopplingsenheter i halvledartillstånd relä fungerar . Den elektriska isoleringen mellan lågeffektingångskretsen och högeffektutgångskretsen kan tillhandahållas med en optokoppling.
Låt oss överväga ett praktiskt exempel på halvledarrelä som visas i figuren nedan. Om utgångsbrytaren öppnas eller MOSFET är av, sägs det ha oändligt motstånd. På samma sätt, om utgångsbrytaren är stängd eller MOSFET leder, sägs den ha ett mycket lågt motstånd. Vi kan använda dessa halvledarreläer för att växla både växelström och likström.
Halvledarrelä
Ovanstående krets består av solcellsenhet med LED som slår på strömmen MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) med 20mA genom LED. Solcellerna består av 25 kiseldioder som genererar 0,6V uteffekt så att totalt 15V produceras vilket är tillräckligt stort för att slå på MOSFET.
Praktiskt halvledarrelä
För att förstå hur relä fungerar djupare, låt oss överväga praktiskt trefas halvledarrelä med ZVS. Tre enfas enheter med effekt triac och snubber-nätverk används för nollspänningsomkoppling för att styra varje fas individuellt.
Trefas halvledarrelä med ZVS av Edgefxkits.com
Detta projekt består av 8051 mikrokontroller som skickar kopplingssignaler till varje fas via Opto-isolatorer. Opto-isolatorerna driver lasterna genom en uppsättning triacs som är kopplade i serie med laster. För varje nollspänningspuls genererar mikrokontrollern utgångspulser så att de slår på lasten för varje nollkorsning av matningsvågformen.
Trefas halvledarrelä med ZVS-projektblockdiagram av Edgefxkits.com
Ovanstående figur visar blockschemat för praktiskt trefas halvledarrelä med ZVS som består av strömförsörjningsblock , mikrokontrollerblock, TRIAC-set och laddningar. Nollkorsningsfunktionen i en Opto-isolator (som fungerar som TRIAC-drivrutin) undviker plötslig strömintrång på induktiva och resistiva belastningar genom att säkerställa låg ljudnivå. Två tryckknappar används för att generera utmatningspulser från mikrokontrollern.
För att verifiera lastväxling vid nollspänningspunkten kan vi kontrollera vågformerna för spänningen som appliceras på lasten genom att ansluta till en CRO eller en DSO. Reläarbetet kan utökas för att växla tunga laster i branscherna genom att använda två rygg-till-bak-tyristorer. Genom att integrera överbelastningsskydd och kortslutningsskydd kan vi uppnå hög tillförlitlighet.
Fördelar med Solid State Relay
- Solid state-reläarbetet är helt tyst, smalare och möjliggör tät packning.
- Oberoende av hur mycket användning SSR: erna har konstant utgångsmotstånd.
- Reläarbetet är rent och studsigt jämfört med mekaniskt reläarbete.
- Även i explosiva miljöer kan även SSR användas eftersom de inte orsakar gnistor även under reläarbete.
- Eftersom det inte finns några rörliga delar är dessa SSR-enheter långvariga jämfört med mekaniska reläer.
Nackdelar med Solid State Relay
- För grindladdningskretsen är den isolerade förspänningsförsörjningen väsentlig.
- Spänningstransienterna kan orsaka falsk växling.
- På grund av kroppsdioden har SSR: erna hög övergående återhämtningstid.
Vill du veta mer om de olika typerna av reläer i detalj? Är du intresserad av att designa elektronikprojekt själv? Lägg sedan upp dina kommentarer, förslag, idéer och frågor i kommentarfältet nedan.
