Оптическое реле схема: виды – схема подключения, принцип работы, практическое применение, устройство, параметры и характеристики

схема, как работает, характеристики, способы подключения

Обновлена: 31 Октября 2022 4147 0

Поделиться с друзьями

Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике. Эти устройства могут иметь разные конструкции и схемы подключения, рассчитанные на применение в определенной группе приборов. В отличие от электромеханических аналогов электронные коммутаторы не имеют трущихся частей, а их основными узлами являются: симисторы, тиристоры, транзисторы. Содержание Структура (устройство) твердотельного реле Принцип работы твердотельных реле Характеристики твердотельных реле Область применения твердотельных реле Виды твердотельных реле На какие параметры обратить внимание при выборе твердотельных реле Виды предохранителей Особенности подключения твердотельных реле Обозначение твердотельного реле на схеме Видеообзор Структура Твердотельное реле включает в себя твердотельную электронику с высокомощностной цепью и специальный датчик, реагирующий на управляющий сигнал (вход). Такое оборудование может быть задействовано в сетях переменного и постоянного тока. В схему твердотельного реле входят: Вход – первичная цепь, основные функции которой – прием и передача сигнала устройству, коммутирующему нагрузку. Триггерная цепь – может быть отдельным элементом или входить в устройство оптической развязки твердотельного реле. Оптическая развязка – изолирует входную и выходную цепи переменного тока. Конструкция опторазвязки определяет тип электронного коммутатора и принцип его действия. Переключающая цепь – служит для передачи напряжения на нагрузку. Цепь защиты – может быть внутренней или наружной, предотвращает появление нештатных режимов и ошибок. Принцип работы твердотельных реле Основная задача, решаемая применением твердотельных реле, – руководство автоматикой в сетях с напряжением 12-480 В, коммутация приборов с индуктивной нагрузкой. Рядовое исполнение коммутатора подразумевает наличие двух контактов обслуживаемой сети и двух управляющих проводов. При увеличении количества фаз число контактов и управляющих проводов увеличивается. Замыкание и размыкание контактов, при которых подается или прекращается подача напряжения на нагрузку, осуществляются при участии активатора твердотельного реле. Его функции выполняют: в устройствах на переменном токе – полупроводники тиристоры или симисторы; в потребителях постоянного тока – транзисторы. Если в электромеханическом реле при отключении контакты находятся в полностью разомкнутом состоянии, то в твердотельном коммутаторе отсутствие тока в цепи обеспечивают полупроводниковые приборы. При высоких напряжениях они могут давать токи «утечки», снижающие эффективность работы потребителей. Имея чуть большее сопротивление в замкнутом состоянии, ТТР менее приспособлены к превышению допустимых напряжений и токов (кратковременные перегрузки), в отличие от их электромеханических аналогов. Главное отличие твердотельных реле от электромагнитных устройств заключается в отсутствии подвижной контактной группы и катушки управления, а также повышенное быстродействие. Характеристики твердотельных реле Основные преимущества ТТР: высокое быстродействие; включение цепи без электромагнитных помех; допускается эксплуатация во взрывоопасных условиях; бесшумность контактов; гарантированность срабатываний. Другие преимущества этих полупроводниковых устройств, обеспечивающие популярность их применения в современной электронике и автоматике: малое энергопотребление – на 90% меньше, по сравнению с электромагнитными реле; компактные габариты, обеспечивающие удобную транспортировку и монтаж; конструкция, устойчивая к механическим воздействиям; длительный рабочий период, отсутствие потребности в проведении периодического техобслуживания; обеспечение надежной изоляции между входными и коммутационными цепями; совместимость с большинством компонентов логических интегральных схем без использования усилителей сигнала, буферов, драйверов. Недостатки ТТР: необходимость использования радиаторов охлаждения и дорогостоящих предохранителей, вероятность появления оттоков «утечки» в отключенном состоянии высокая цена (обусловлена надежной защитой от перегрузок). Основные области применения Твердотельные реле эффективны при необходимости коммутации индуктивной нагрузки. Они применяются: в системах, регулирующих температуру при помощи ТЭНа; для обеспечения постоянного термического режима техпроцесса; для коммутирования управляющих цепей; в цепях изменения скорости вращения электродвигателя; для контроля нагрева, обеспечения нормальных рабочих режимов трансформаторов и других приборов; в осветительных цепях для регулирования уровня освещения – на концертах, дискотеках, шоу. Эти полупроводниковые устройства могут использоваться как в бытовых приборах, так и в промавтоматике, для функционирования которой требуется трехфазное напряжение. Разновидности твердотельных реле Эти полупроводниковые устройства разделяются по типу нагрузки на одно- и трехфазные. Однофазные твердотельные реле работают с токами 10-120 А, 100-500 А, фазовое управление осуществляется аналоговыми сигналами. С помощью трехфазных твердотельных реле управляют током сразу на трех фазах. Рабочий интервал тока – 10-120 А. Разновидностью трехфазных моделей являются коммутаторы реверсивного типа. Их отличия: бесконтактная коммутация и особая маркировка. Эти устройства эффективно соединяют и разъединяют каждую цепь по отдельности. Защитные компоненты предотвращают ложные срабатывания. Трехфазные устройства имеют более длительный эксплуатационный период, по сравнению с однофазными. По характеру контролируемого и коммутируемого напряжения различают твердотельные реле: Постоянного тока. Надежны, изготавливаются со световой индикацией, имеют широкий диапазон рабочих температур: от -30°C до +70°C. Переменного тока. Для таких полупроводниковых устройств характерны: бесшумность работы, малый уровень электромагнитных помех, высокое быстродействие, энергосберегающие характеристики. С ручным руководством. В этих моделях режим работы можно настраивать самостоятельно. Классификация твердотельных реле по способу коммутации: устройства для обеспечения мгновенного срабатывания; модели для коммутации слабоиндуктивных, редуктивных, емкостных нагрузок; с наличием управления по фазам – используются для осветительных приборов и нагревательных элементов. Разновидности по конструкции: разработанные для монтажа на DIN-рейки; универсальные, монтируются на переходные линейки. Какие параметры важны при выборе твердотельных реле? Эти полупроводниковые устройства приобретают в соответствии с запланированной областью применения. При покупке учитывают: мощность – запас мощности должен превышать величину, необходимую для обслуживания определенного оборудования, в несколько раз, если модель используется для запуска асинхронного двигателя, то запас должен составлять 6-10 раз; материал изготовления корпуса, его соответствие условиям, в которых будет эксплуатироваться устройство; габариты корпуса; тип крепежных элементов; моментальное или постепенное быстродействие; наличие дополнительных эксплуатационных возможностей; энергопотребление; бренд. Виды предохранителей для твердотельных реле Для сохранения работоспособности этих устройств их используют в комплексе с различными типами предохранителей, различающихся между собой по эксплуатационным характеристикам. Эти устройства стоят достаточно дорого, их цена сопоставима со стоимостью самого реле. Однако такие затраты оправдываются надежностью работы приборов. g R – быстро реагируют, работают в широком диапазоне мощностей. g S – пригодны для полного интервала токов. a R – эффективны для защиты от коротких замыканий. Меньшим защитным диапазоном обладают предохранители классов B, С, D, но и стоят они гораздо дешевле, по сравнению с перечисленными выше аналогами. Особенности подключения твердотельного реле Включить прибор в общую цепь можно самостоятельно. Монтаж облегчает отсутствие пайки. Прибор подсоединяют винтовыми крепежными элементами. При проведении монтажных работ необходимо: избегать попадания металлических предметов, загрязнений, пыли; не прилагать механические воздействия на корпус; размещать устройство вдали от легковоспламеняющихся предметов; перед пуском устройства в работу проверить правильность подключений. Внимание! Во время эксплуатации нельзя прикасаться к корпусу устройства во избежание ожогов. При нагреве модели во время работы до температуры, превышающей +60°C, рекомендуется устанавливать ее на радиатор охлаждения. В основном высокий нагрев происходит при частых включениях электронного коммутатора. Возможные схемы подключения твердотельных реле Существует множество вариантов подключения твердотельного реле, конкретный способ выбирается, в зависимости от характеристик подключаемой нагрузки. Наиболее простые и распространенные схемы: Нормально открытая. Нагрузка находится под напряжением в присутствии сигнала управления. Нормально закрытая. Нагрузка находится под напряжением при отсутствии управляющего сигнала. Схемы подключения контактов трехфазных твердотельных реле – «звезда» без нейтрали и с нейтралью, «треугольник». Примеры обозначения твердотельных реле на схеме Видеообзор Была ли статья полезна? Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Другие материалы по теме Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Как подключить твердотельное реле

Твердотельное реле— электронный прибор, принцип работы которого основан на взаимодействии полупроводников и силовых ключей. Название устройство получило благодаря конструкции без подвижных элементов. Схема и способ подключения коммутатора зависит от устройства и функций, для выполнения которых он устанавливается.

Устройство

Устройство твердотельных реле разных типов схоже. Конструктивные различия не отражаются на принципе действия. 

В данном типе оборудования есть контактная система —  единственная механическая деталь. Она делает возможным подключение внешних проводников. Остальные элементы коммутатора герметичны и расположены в неразборном корпусе.

Конструктивная особенность коммутаторов твердотельного типа заключается в электронной плате. Это — основной элемент прибора, включающий в себя:

• блок управления, предназначенный для обеспечения стабильности в напряжении;
• узел развязки, направленный на подачу и прием светового сигнала;
• силовые ключи, в роли которых выступают симисторы или тиристоры (для переменного тока), транзисторы (для постоянного тока).

Все цепи в твердотельных реле можно поделить в зависимости от функций, которые они выполняют:

• Входная. Основной функцией цепи выступает преобразование входного управляющего напряжения до значения, приемлемого для выполнения переключения. Помимо этого, входная цепь выполняет защитную задачу: ограждает от импульсных помех и контролирует изменение полярности, а также предохраняет от перегрузок.
• Оптическая или гальваническая развязка. Разделяет основные и контролирующие цепи при переменном токе.
• Получение сигнала. Цепь принимает сигнал от оптрона и запоминает его.
• Подача напряжения. Цепь становится замкнутой, поэтому большое значение имеет корректный расчет номинального напряжения. То есть для напряжения на 220 вольт необходимо подбирать оборудование, соответствующее характеристикам сети.

Схемы подключения

Наиболее распространенными схемами подключения ТТР считаются:

• Замкнутая. Если управляющий сигнал отсутствует, прибор находится под напряжением. Когда входы коммутатора обесточены, устройство отключено.
• Разомкнутая. Также данная схема может называться открытой. Для нахождения реле под напряжением важно наличие управляющего сигнала.
• Трехфазная. Применяется в коммутаторах трехфазной разновидности.
• Реверсивная. Подобная схема также присуща трехфазным реле, она предполагает два уровня управления.

Схема подключения ТТР

Схема включения в твердотельном реле с любым принципом работы должна быть корректной и исправной. В противном случае возможно короткое замыкание, которое выведет прибор из строя. К тому же при ошибочной схеме повышается опасность удара электрическим током. Поэтому рекомендуется приобретать твердотельные реле только у надежных сертифицированных производителей.

Особенности монтажа

Для нормальной эксплуатации твердотельных коммутаторов необходимо соблюдать правильность установки, обозначенной производителями. Особое значение имеет строгое соблюдение полярности. В процессе монтажа для соединений нужно использовать винтовой способ, т. е. без пайки, а также необходимо избегать чрезмерного давления на корпус прибора.

Подключать устройство следует в строгом соответствии со схемой. При этом особую роль играет корректно подобранный прибор, отвечающий нуждам объекта по всем параметрам. Во время установки необходимо исключить попадание внутрь реле металлических элементов и пыли.

Устройство следует располагать вдали от легковоспламеняющихся предметов и материалов. Перед включением коммутатора рекомендуется провести дополнительную проверку коммутационных соединений.

Также нужно обращать внимание на маркировку. Буквенно-числовые обозначения приборов включают в себя сведения о:

• типе корпуса (малогабаритные, стандартные, промышленные и т.п.),
• фазах (однофазные, трехфазные),
• нагрузке (указывается в амперах).

Кроме того, у некоторых твердотельных реле промышленного типа в маркировку включены сведения о типе охлаждения (водяное или воздушное). Для прочих разновидностей охлаждающее и защитное оборудование подбирают отдельно.

Преимущества твердотельного реле

Коммутационные аппараты твердотельного типа выполняют аналогичную функцию, что и привычные электромагнитные реле. Однако у ТТР есть ряд преимуществ:

• Бесшумная работа;
• Компактность;
• Отсутствие вибрации;
• Небольшой вес;
• Мгновенное срабатывание;
• Широкая сфера применения;
• Отсутствие скачка напряжения при включении;
• Долговечность;
• Надежность;
• Низкое потребление электроэнергии;
• Возможность контроля нагрузки;
• Отсутствие переходных процессов и электромагнитных помех при коммутации цепей;
• Невосприимчивость к внешним факторам: влажности, загрязненности воздуха;
• Герметичность;
• Простой монтаж;
• Возможность установки в труднодоступные места;
• Низкая чувствительность к воздействию магнитных полей и внешней вибрации.

Помимо этого, внутреннее устройство и комплектация твердотельного реле, а также принцип его работы исключают возникновение искр. Благодаря этому оборудование можно использовать на объектах с повышенными требованиями к пожаробезопасности.

Как купить твердотельное реле

Ассортимент твердотельных реле, представленных в каталоге СОЮЗ-ПРИБОР, включает в себя продукцию разных производителей. Все приборы сертифицированы и поставляются только надежными изготовителями.

Купить коммутаторы можно, обратившись к менеджерам компании: по телефону, через электронную почту либо форму обратной связи.

Обзор твердотельных реле | Промышленная автоматизация OMRON

Ведущий контент

Бесконтактные реле, в которых используется полупроводник, что позволяет работать с высокой скоростью и частотой. Компания OMRON предлагает твердотельные реле для самых разных областей применения.

Основное содержание



Что такое твердотельное реле?

Твердотельное реле (ТТР) — это реле без подвижного контакта. С точки зрения работы твердотельные реле мало чем отличаются от механических реле с подвижными контактами. Однако твердотельные реле используют полупроводниковые переключающие элементы, такие как тиристоры, симисторы, диоды и транзисторы.

• Верх страницы

Структура и принцип действия

ТТР используют электронные схемы для передачи сигнала.

1. Устройство ввода (переключатель) включено.

2. Во входные цепи поступает ток, оптрон срабатывает, а в выходных цепях электрический сигнал передается на триггерную цепь.

3. Переключающий элемент в выходной цепи включается.

4. Когда переключающий элемент включается, протекает ток нагрузки и включается лампа.

5. Устройство ввода (переключатель) выключено.

6. Когда оптопара выключается, триггерная схема в выходных цепях выключается, что выключает переключающий элемент.

7. Когда переключающий элемент выключается, лампа гаснет.

• Верх страницы

Характеристики

ТТР представляют собой реле, в которых используются полупроводниковые переключающие элементы. Они используют оптические полупроводники, называемые фотопарами, для изоляции входных и выходных сигналов.
Оптопары преобразуют электрические сигналы в оптические и передают сигналы через пространство, таким образом, полностью изолируя входную и выходную секции при передаче сигналов на высокой скорости.
Кроме того, ТТР состоят из электронных компонентов без механических контактов. Следовательно, твердотельные реле имеют множество функций, которых нет у механических реле.
Главной особенностью твердотельных реле является то, что в твердотельных реле не используются переключающие контакты, которые изнашиваются физически.

Механические реле (реле общего назначения)

Пример электромагнитного реле (ЭМР)
ЭМИ создает электромагнитную силу, когда на катушку подается входное напряжение. Электромагнитная сила перемещает якорь. Якорь переключает контакты синхронно.

Твердотельные реле (ТТР)

Репрезентативный пример переключения для нагрузок переменного тока

	Общий реле	. нагрузка емкость контролируется. Включить уменьшение размеров многополюсных реле. И т. д.	Включить высокоскоростное и высокочастотное переключение. Неограниченное количество операций переключения. Состоит из полупроводников, поэтому отсутствует эрозия контактов , вызванная переключением. Функция пересечения нуля. Нет шума при работе. И т. д.
Меры предосторожности	Ограниченное количество переключений. Это связано с тем, что механическое переключение приводит к эрозии контактов. И т. д.	Необходимы меры по отводу тепла. Это связано с большим выделением собственного тепла, чем возникает из-за потерь в полупроводнике по сравнению с электромагнитными реле (реле общего назначения). и т. Д.
Выбор Точки	Кривые электрической прочности Пример: MY2 (эталонная информация) Резитивная нагрузка Индуктивная нагрузка	DENTING CURVE Пример: G3PE (Справочная информация 8. информация)

• Верх страницы

Типы ТТР

Компания OMRON классифицирует твердотельные реле по типу, как показано в следующей таблице.

. соответствуют корпусам
устройств, которые они используют. Эти реле
в основном встроены в устройства.

Тип	Нагрузка Ток	очки	типичные ретранс. обеспечивает тонкий дизайн. Эти реле в основном устанавливаются в панелях управления .		G3PJ, G3PA, G3PE, G3PH и т. Д.
SSR с Отдельные раковины	90 A OR Lower Lower	G3NA, G3NE и т. д.
Реле такой же формы	5 А (10 А) или ниже	Эти реле имеют ту же форму, что и вставные реле , и могут использоваться те же розетки. Они обычно встраиваются в панели управления и используются для приложений ввода-вывода для программируемых контроллеров и других устройств.	G3F(D), G3H(D), G3R-I/O, G3RZ, G3TA и т.д.0063 нижний	Твердотельные реле с клеммной конструкцией для монтажа на печатные платы . Ассортимент продукции также включает реле MOS FET , которые в основном используются для переключения и соединения сигналов .	Г3М, Г3С, Г3ДЗ и др.

Реле * MOS FET имеют схемы управления, отличные от традиционных твердотельных реле.
См. дополнительную информацию о структуре реле на полевых МОП-транзисторах, глоссарии и другой информации в разделе Реле с полевыми МОП-транзисторами.

• Верх страницы

Методы управления

Управление ВКЛ/ВЫКЛ

Управление ВКЛ/ВЫКЛ представляет собой форму управления, при которой нагреватель включается и выключается путем включения и выключения твердотельного реле в ответ на выходные сигналы напряжения от регулятора температуры. Такое же управление возможно и с помощью электромагнитного реле, но для управления нагревателем необходимо использовать твердотельное реле, если оно включается и выключается с интервалом в несколько секунд в течение нескольких лет.

Возможна недорогая бесшумная работа без технического обслуживания.

Управление фазой (одна фаза)

При фазовом управлении выход изменяется каждые полпериода в ответ на токовые выходные сигналы в диапазоне от 4 до 20 мА от регулятора температуры. Используя эту форму управления, возможен высокоточный контроль температуры, и он широко используется в полупроводниковом оборудовании.

Возможен точный контроль температуры.
Срок службы отопителя увеличен.

Оптимальное управление циклом

Основным принципом, используемым для оптимального управления циклом, является контроль пересечения нуля, который определяет состояние ВКЛ/ВЫКЛ в каждом полупериоде. Выводится сигнал, который точно соответствует среднему времени вывода.
Точность функции пересечения нуля такая же, как и при традиционном управлении пересечением нуля. Однако при обычном управлении переходом через ноль выход остается постоянно включенным в течение определенного периода времени, тогда как при оптимальном управлении циклом состояние ВКЛ/ВЫКЛ определяется в каждом цикле для повышения точности вывода.

Многими обогревателями можно управлять с помощью связи.
Возможна бесшумная работа с высокой скоростью отклика.

Контроль цикла

При циклическом управлении (с G32A-EA) выходное напряжение включается/выключается с фиксированным интервалом 0,2 с. Управление осуществляется в ответ на выходной ток регулятора температуры в диапазоне от 4 до 20 мА.

Возможна бесшумная работа с высокой скоростью отклика.

Меры предосторожности при управлении циклом

При циклическом управлении пусковой ток протекает пять раз в секунду (поскольку цикл управления составляет 0,2 с).
При нагрузке трансформатора могут возникнуть следующие проблемы из-за большого пускового тока (приблизительно в 10 раз больше номинального тока), и управление мощностью на первичной стороне трансформатора может оказаться невозможным.

(1) SSR может быть уничтожен, если рейтинг SSR недостаточен.

(2) Возможно, сработал выключатель в цепи нагрузки.

• Скачать PDF (9980 КБ)

Локальная навигация

• Реле
  • Реле общего назначения
  • Твердотельные реле
  • Контроллеры питания
  • Коммутационные устройства низкого напряжения

• Часто задаваемые вопросы
• Техническое руководство
• Модели с сертификацией по стандартам
• Библиотека СИСТЕМА
• Электронное обучение
• Глоссарий по промышленной автоматизации

Как работают твердотельные реле?

Твердотельное реле, также называемое SSR, представляет собой электронное коммутационное устройство. Подобно электромеханическому реле, оно может включать и выключать нагрузку при подаче внешнего управляющего сигнала на его клеммы управления. Однако твердотельные реле не имеют движущихся частей, таких как контакты, якорь, пружины и т. д. Они используют электрические и оптические свойства полупроводников для выполнения переключения и обеспечения полной изоляции между цепями управления и цепями нагрузки.

Но как именно SSR используют оптические свойства полупроводниковых материалов? Прежде чем углубиться в это, давайте разберемся, что такое фототранзистор и как он работает.

Внутри фототранзистора

Фототранзистор — это транзистор, управляемый светом. В обычном транзисторе NPN эмиттер и коллектор состоят из полупроводникового материала N-типа, а база состоит из полупроводникового материала P-типа. Эмиттер сильно легирован, база слабо легирована, а коллектор представляет собой умеренно легированную область. Внешнее напряжение подается на базу транзистора, чтобы создать ток базы и включить его. Чтобы получить более подробную информацию о работе транзистора, ознакомьтесь с нашим руководством по транзисторам с биполярным соединением (BJT).

Что касается фототранзисторов, то они немного отличаются от обычных транзисторов. Имеют светочувствительную базовую область, которая развивает базовый ток только тогда, когда на нее падает свет.

Рисунок 1. Фототранзистор NPN с примесями коллекторный переход. Дополнительные электроны на стороне N и дырки (пространство для электрона) на стороне P PN-переходов мгновенно объединяются, образуя обедненную область, которая создает разность потенциалов вблизи PN-перехода, ограничивая протекание тока. Эта разность потенциалов называется барьерный потенциал , так как он создает барьер, который необходимо преодолеть для прохождения электронов. VBE — барьерный потенциал на переходе база-эмиттер, VBC — барьерный потенциал на переходе база-коллектор.

Рис. 2: Барьерные потенциалы на участках истощения фототранзистора NPN

Когда свет от светодиода фокусируется на фототранзистор, испускаемые фотоны попадают на основание фототранзистора, что сужает ширину области обеднения, а также обеспечивает достаточную энергию для того, чтобы электроны двигались через обедненную область база-коллектор в коллектор.

Рисунок 3: Движение электронов под действием света

Смещенные электроны покидают дырки в базовой области, а лишние электроны в эмиттерной области теперь могут перемещаться в эти дырки. Этот процесс продолжается, и электроны начинают течь, создавая ток в цепи. Выключение светодиода останавливает поток электронов, так как снова формируется обедненная область из-за отсутствия фотонов, добавляющих свою энергию в цепь.

Рис. 4: Ток протекает по цепи

Теперь, когда мы понимаем, как работает фототранзистор, мы можем перейти к пониманию того, как твердотельное реле использует свойства фототранзисторов и других полупроводниковых устройств, имеющих схожие принципы работы, таких как фотодиоды, полевые МОП-транзисторы, тиристоры или симисторы, для переключения нагрузок переменного и постоянного тока.

Внутри твердотельного реле

Рис. 5: Соединение нагрузки и входных цепей с твердотельным реле

Твердотельное реле представляет собой 4-контактное устройство, имеющее пару клемм для входа и другую пару для стороны нагрузки/выхода . Внутри единого корпуса, разделенного воздушной прослойкой, находятся светодиодный источник света и светочувствительный прибор, наподобие фототранзистора. Светочувствительный переключающий элемент на стороне выхода также может быть фотодиодом, тиристором, полевым МОП-транзистором или симистором в зависимости от характера нагрузки – переменного или постоянного тока. Твердотельные реле с более высокой допустимой нагрузкой по току также имеют некоторые дополнительные схемы вместе со светочувствительным устройством на стороне нагрузки для увеличения выходного тока.

Светодиод на стороне входа управляется слабым входным сигналом постоянного тока, называемым управляющим сигналом. Когда светодиод включен, излучаемый свет фокусируется на светочувствительном устройстве на стороне нагрузки. Этот излучаемый свет падает на светочувствительное устройство, и оно включается, позволяя току течь в цепи нагрузки и включая нашу нагрузку. Это известно как оптопара .

Оптопара — это популярный способ обеспечить электрическую изоляцию между двумя цепями. Изоляция необходима, если две цепи работают при разных опорных напряжениях. Поскольку единственным соединением между входом и выходом твердотельного реле является свет, излучаемый светодиодом, он обеспечивает полную физическую и электрическую изоляцию между двумя сторонами, поскольку мы не хотим, чтобы большой ток, протекающий на стороне нагрузки, протекал в входная сторона малой емкости. Он также предотвращает передачу помех, возникающих в одной цепи из-за скачков напряжения, в другую, повышая общую помехозащищенность цепи.

Выключение входного светодиода останавливает ток в нагрузке, так как светочувствительное устройство больше не находится во включенном состоянии.

Твердотельное реле против электромеханического реле

Традиционные электромеханические реле уже давно используются в качестве электронных коммутационных устройств. Они бывают различной мощности, чтобы соответствовать нашим требованиям по току и напряжению. Однако у них есть свои ограничения, которые мешают работе некоторых приложений.

• Контакты изнашиваются со временем и при более интенсивном использовании
• Дуговые разряды между контактами выделяют много тепла
• Ограниченное количество переключений и т. д.

Внедрение твердотельных реле решило многие из этих недостатков. Некоторые из основных преимуществ использования твердотельных реле по сравнению с электромеханическими реле:

• Они не имеют движущихся частей, поэтому нет износа
• Полное исключение искрения, так как нет контактов для переключения
• Меньший размер
• Значительно более длительный электрический срок службы, не ограниченный количеством переключений
• Высокоскоростное и высокочастотное переключение
• Отсутствие шума при переключении
• Меньшее энергопотребление
• Значительно улучшенная изоляция входа/выхода
• Не подвержены вибрации и ударам
• Доступны модели с высоким током и напряжением

Однако, как и любое другое электронное устройство, твердотельные реле имеют некоторые недостатки. Некоторые из них упомянуты ниже:

• Твердотельные реле относительно дороги, чем электромеханические реле
• Трудно иметь несколько конфигураций переключателей, таких как однополюсный-двухпозиционный (SPDT)
• Они имеют более высокое выходное сопротивление выключено

Классификация на основе свойства переключения

Реле пересечения нуля: Твердотельное реле переключения нуля включает цепь нагрузки, когда напряжение нагрузки пересекает ноль вольт после подачи управляющего сигнала. Поскольку переключение происходит близко к нулю вольт, ток, необходимый для срабатывания реле, очень мал.

Реле мгновенного включения: Этот тип реле активируется сразу после подачи управляющего сигнала. В этом случае мы имеем более быстрое время включения, чем реле пересечения нуля.

Реле пикового переключения: Этот тип реле включает цепь нагрузки, когда напряжение нагрузки достигает следующего пика после подачи управляющего сигнала.