Wat is het werkingsprincipe van solid-state relais (2)

Wat is het werkingsprincipe van solid-state relais (2)

2. De functie van elke component:

De onderstaande afbeelding is het interne schema van het nuldoorgangstype AC-SSR (Afbeelding 6.3)

R1 is een stroombegrenzende weerstand die de ingangssignaalstroom begrenst en ervoor zorgt dat de optocoupler niet wordt beschadigd. LED wordt gebruikt om de ingangstoestand van het ingangsstuursignaal weer te geven. De diode  VD1 wordt gebruikt om te voorkomen dat de optocoupler beschadigd raakt wanneer de positieve en negatieve polen van het ingangssignaal worden omgekeerd. De optocoupler OPT isoleert elektrisch de invoer- en uitvoercircuits. De triode M1 werkt als een omvormer en vormt het nuldoorgangsdetectieschakeling met de thyristor SCRtegelijkertijd wordt de bedrijfstoestand van de SCR-thyristor bepaald door de nul-detectie-transistor M1 met wisselspanning. VD2 ~ VD4 vormen de full-wave gelijkrichtbrug (of full-wave diodebrug) UR . Een bidirectionele triggerpuls voor het inschakelen van de triac BCR kan worden verkregen bij SCR en UR. R6 is een shuntweerstand die wordt gebruikt om de BCR te beschermen. R7 en C1 vormen een stroomstootabsorberend netwerk om piekspanning of stroomstoten in het stroomnet te absorberen om schokken of interferentie met het schakelcircuit te voorkomen. RTis een thermistor die werkt als een oververhittingsbeveiliging om te voorkomen dat relais in vaste toestand worden beschadigd als gevolg van te hoge temperaturen. VDR is een varistor die werkt als een spanningsbeperkend apparaat dat de spanning klemt en overtollige stroom absorbeert om het solid-state relais te beschermen wanneer het uitgangscircuit overspanning is.

3. Het werkproces:

Het AC nuldoorgangs solid-state relais heeft de kenmerken dat het wordt ingeschakeld wanneer de spanning nul overschrijdt en wordt uitgeschakeld wanneer de belastingsstroom nul kruist.

Wanneer de optokoppeling OPT is uitgeschakeld (dwz dat de bedieningsterminal van OPT geen ingangssignaal heeft), is M1 verzadigd en ingeschakeld door de basisstroom van R2 te verkrijgen, en als gevolg daarvan de gate trigger voltage (UGT) van de thyristor SCR is op een lage potentiaal geklemd en uitgeschakeld. Bijgevolg bevindt de triac BCR zich in de uit-toestand omdat er geen triggerpuls is op de poortbesturingsklem R6. 
Wanneer een ingangsbesturingssignaal wordt toegepast op de ingangsaansluiting van het solid-state relais, wordt de fototransistor OPT ingeschakeld (dat wil zeggen dat de besturingsaansluiting van de OPT een ingangssignaal heeft). Nadat de spanning van het stroomnet door de spanning wordt gedeeld door R2 en R3, en als de spanning op punt A groter is dan de nuldoorgangsspanning van M1 (dwz VA> VBE1), bevindt M1 zich in de verzadigde geleidingstoestanden zowel SCR als BCR thyristoren zullen in de uit-toestand zijn. Als de spanning op punt A lager is dan de nuldoorgangsspanning van M1 (dwz VA <VBE1), bevindt M1 zich in de afsluitstatus en wordt de SCR geactiveerd om te geleiden en vervolgens de triggerpuls van "R5" → UR → SCR → UR → R6 "-richting (of de tegenovergestelde richting) wordt verkregen op de stuurstang van de BCR om de BCR te activeren, en ten slotte zal de belasting worden aangesloten op het lichtnet.
Door het bovenstaande proces kan worden begrepen dat M1 wordt gebruikt als een wisselspanningsdetector voor het inschakelen van het solid-state relais wanneer de belastingsspanning nul overschrijdt en het solid-state relais uitschakelen wanneer de belastingsstroom nul overschrijdt. En vanwege de functie van de nuldoorgangsdetector, wordt de impact van het belastingcircuit op de belasting dienovereenkomstig verminderd en wordt de radiofrequentie-interferentie die wordt gegenereerd in de regelkring ook sterk verminderd.

4. De definitie van nuldoorgang:

Hier moet worden uitgelegd wat de nuldoorgang is. In de wisselstroom is de nuldoorgang het momentane punt waarop er geen spanning aanwezig is, dat wil zeggen de overgang tussen de positieve halve cyclus en de negatieve halve cyclus van de wisselstroomgolfvorm. In elke cyclus van wisselstroom zijn er meestal twee nuldoorgangen. En als het stroomnet op het moment van nuldoorgang schakelt, wordt er geen elektrische interferentie gegenereerd. Het AC solid-state relais (uitgerust met een nuldoorgangsbesturingscircuit) bevindt zich in de AAN-status wanneer de ingangsklem is aangesloten op het regelsignaal en de uitgangsspanning kruist nul; omgekeerd, wanneer het besturingssignaal is uitgeschakeld, bevindt de SSR zich in de UIT-toestand tot de volgende nuldoorgang.
Bovendien moet worden opgemerkt dat de nuldoorgang van het solid-state relais niet echt nul volt van de golfvorm van de voedingsspanning betekent. Figuur 6.5 is een doorsnede van de sinusgolf van de wisselspanning. Volgens de karakteristieken van de wisselstroomcomponent, is de wisselstroomspanning in de figuur verdeeld in drie gebieden die overeenkomen met drie toestanden van het uitgangscircuit van de SSR. En U1 en U2 vertegenwoordigen respectievelijk de drempelspanning en de verzadigingsspanning van de schakelcomponent.

  1) Regio Ⅰ is de dode regio (afsnijregio, afsnijregio of afschakelregio), met een absolute waarde van het spanningsbereik van 0 ~ U1. En in deze zone kan de SSR-schakelaar niet worden ingeschakeld, zelfs niet als er een ingangssignaal wordt toegevoegd.

  2) Regio Ⅱ is de responsregio (actieve regio, cut-on regio, cut-in regio of turn on regio) met een absolute waarde van het spanningsbereik van U1 ~ U2. In deze zone wordt de SSR onmiddellijk ingeschakeld zodra het ingangssignaal wordt toegevoegd en neemt de uitgangsspanning toe naarmate de voedingsspanning toeneemt.

  3) Regio Ⅲ is de onderdrukkingsregio (verzadigingsregio) met een absolute waarde van het spanningsbereik groter dan U2. In dit gebied bevindt het schakelelement (thyristor) zich in de verzadigde toestand. En de uitgangsspanning van het solid-state relais neemt niet langer toe met de toename van de voedingsspanning, maar de stroom neemt toe met toenemende spanning, die kan worden beschouwd als een interne kortsluitstatus van de uitgangscircuit van de solid-state relais, dat wil zeggen, het solid-state relais bevindt zich in de inschakelstatus als een elektronische schakelaar.

Afbeelding 6.6 toont de I / O-golfvorm van het nuldoorgangs solid-state relais. En vanwege de aard van de thyristor zal het solid-state relais in de aan-toestand zijn nadat de spanning van de uitgangsklemmen de drempelspanning bereikt (of de triggerspanning van het triggercircuit). Dan zal het solid-state relais na het bereiken van de verzadigingsspanning in de werkelijke toestand zijn en tegelijkertijd een zeer lage on-state spanningsval genereren . Als het ingangssignaal is uitgeschakeld, wordt het solid-state relais uitgeschakeld wanneer de laadstroom onder de houdstroom van de thyristor of het volgende AC-commutatiepunt daalt (dwz de eerste keer dat de laadstroom door nul gaat nadat het SSR-relais is uitgeschakeld ).