Wat is de structuur van een solid-state relais

Wat is de structuur van een solid-state relais

De solid-state relais zijn actieve apparaten met vier terminals, twee van de vier terminals zijn ingangscontroleterminals en de andere twee terminals zijn uitgangscontroleterminals. Hoewel de typen en specificaties van SSR-schakelaars talrijk zijn, zijn hun structuren vergelijkbaar en bestaan ​​ze hoofdzakelijk uit drie delen (zoals weergegeven in figuur 2.1): Ingangscircuit (stuurcircuit), stuurcircuit en uitvoercircuit (stuurcircuit).

Ingangscircuit:

De Ingangscircuit van het halfgeleiderrelais, ook genoemd stuurcircuit, levert een lus voor het ingangsstuursignaal, waardoor het stuursignaal een trekker bron voor de solid state relais. Volgens verschillende typen ingangsspanning kan het ingangscircuit worden verdeeld in drie typen, DC-ingangscircuit, AC-ingangscircuit en AC / DC-ingangscircuit.

Het DC-ingangscircuit kan verder worden onderverdeeld in resistief ingangscircuit en constant stroom ingangscircuit .

  1) Het resistieve ingangscircuit, waarvan de ingangsstroom lineair toeneemt met toenemende ingangsspanning en vice versa. Als het stuursignaal een vaste stuurspanning heeft, moet het ingangscircuit van de weerstand worden geselecteerd.

  2) Het constante stroominvoercircuit. Wanneer de ingangsspanning van het ingangscircuit met constante stroom een ​​bepaalde waarde bereikt, zal de stroom niet langer duidelijk toenemen naarmate de spanning toeneemt. Deze functie maakt het gebruik van een constant-stroom ingangsrelais in vaste toestand over een redelijk breed ingangsspanningsbereik mogelijk. Wanneer bijvoorbeeld het spanningsvariatiebereik van het stuursignaal nogal groot is (bijv. 3 ~ 32V), wordt het DC solid-state relais met constant stroomingangscircuit aanbevolen om ervoor te zorgen dat het DC solid-state relais betrouwbaar kan werken over het gehele ingangsspanningsbereik.

Sommige van deze ingangsbesturingscircuits hebben positieve en negatieve logische besturing, inverterende en andere functies, evenals de compatibiliteit van logische circuits. Zo kunnen solid-state relais eenvoudig worden aangesloten op TTL- circuits (transistor-transistor logische circuits), CMOS- circuits (complementaire metaaloxide halfgeleidercircuits), DTL-circuits (diode-transistor logische circuits) en HTLcircuits (Logische circuits met hoge drempel). Op dit moment is DTL geleidelijk vervangen door TTL en HTL is vervangen door CMOS. En als het Pulse Width Modulated-signaal (PWM) als ingangssignaal wordt gebruikt, moet de AAN / UIT-schakelfrequentie van de AC-belasting op minder dan 10 Hz worden ingesteld, anders kan de uitgangsschakelsnelheid van het uitgangscircuit van de AC SSR niet behouden ermee op.

Aandrijfcircuit:

Het stuurcircuit van het solid-state relais bestaat uit drie delen: isolatiekoppelingscircuit, functiecircuit en triggercircuit. Afhankelijk van de werkelijke behoeften van het solid-state relais, kunnen echter slechts een / twee van deze onderdelen worden opgenomen.

1. Geïsoleerd koppelingscircuit:

De isolatie- en koppelingsmethoden voor I / O- circuits (Input / Output-circuit) van solid-state relais maken momenteel gebruik van twee manieren, Optocoupler Circuits en High Frequency Transformer Circuits.

  1) Optocoupler (ook fotokoppelaar, optisch koppelstuk, opto-isolator of optische isolator genoemd) is ondoorzichtig verpakt met een infrarood- LED (Light-Emitting Diode) en een optische sensor om een ​​geïsoleerde regeling tussen "besturingszijde" en "laadzijde" te bereiken , omdat er geen elektrische verbinding of fysieke verbinding is tussen de "Light emitter" en de "Light sensor" behalve de straal. De typen "bronsensor" -combinaties omvatten normaal gesproken: "LED-fototransistor" (phototransistor-koppeling), "LED-Triac" (Phototriac-koppeling) en "LED-fotodiode-array" (de stapel fotodiodes wordt gebruikt om een ​​paar aan te sturen) van MOSFET's of een IGBT).

  2) Het hoogfrequente transformator- koppelingscircuit gebruikt een hoogfrequente transformator om het stuursignaal aan de ingang om te zetten in het stuursignaal aan de uitgang. Het detailproces is dat het invoerbesturingssignaal een zelfoscillerend hoogfrequent signaal produceert dat via de transformatorkern naar de secundaire transformator wordt verzonden en na verwerking door het detectie / rectificatiecircuit en het logische circuit, het signaal uiteindelijk het stuursignaal om het triggercircuit aan te sturen.

2. Functioneel circuit:

Het functionele circuit kan verschillende functionele circuits omvatten, zoals detectiecircuit, gelijkrichtercircuit, nuldoorgangscircuit , versnellingscircuit, beschermingscircuit , weergavecircuit , enz.

3. Trigger Circuit:

Het triggercircuit wordt gebruikt om een ​​triggersignaal aan het uitvoercircuit te leveren.

Uitgangscircuit:

Het uitgangscircuit van het solid-state relais wordt bestuurd door een triggersignaal om het laden van de belastingvoedingen aan / uit te schakelen.

Het uitgangscircuit bestaat hoofdzakelijk uit een uitgangscomponent (chip) en een absorptielus (die werkt als een tijdelijke onderdrukker) en bevat soms een feedbackcircuit. Tot nu toe omvatten de uitgangscomponenten van solid-state relais voornamelijk:  Bipolaire junctietransistor (bipolaire transistor of BJT, die verdeeld in twee typen, PNP en NPN), Thyristor (Silicon Controlled Rectifier of SCR), Triac (bidirectionele triode, Bidirectionele thyristor, bidirectionele geregelde gelijkrichter of BCR), metaaloxide-halfgeleider veldeffecttransistor (MOSFET), geïsoleerde poort bipolaire transistor (IGBT), siliciumcarbide MOSFET (SIC MOSFET, een soort brede bandafstand transistor met de hoogste industriële junctietemperatuur van 200 ° C, laag stroomverbruik en compacte afmetingen), enzovoort.

Het uitgangscircuit van het solid-state relais kan in drie typen worden verdeeld: DC-uitgangscircuit, AC-uitgangscircuit en AC / DC-uitgangscircuit. Het DC-uitgangscircuit gebruikt meestal een bipolaire component (zoals IGBT of MOSFET) als de uitgangscomponent, en het AC-uitgangscircuit gebruikt meestal twee Thyristors of een Triac als de uitgangscomponent.