Was ist der Aufbau eines Halbleiterrelais?
Die Halbleiterrelais sind aktive Geräte mit vier Anschlüssen, zwei der vier Anschlüsse sind Eingangssteueranschlüsse und die anderen beiden Anschlüsse sind Ausgangssteueranschlüsse. Obwohl es zahlreiche Typen und Spezifikationen von SSR-Schaltern gibt, sind ihre Strukturen ähnlich und bestehen hauptsächlich aus drei Teilen (wie in Abbildung 2.1 dargestellt): Eingangsschaltung (Steuerschaltung), Ansteuerschaltung und Ausgangsschaltung (geregelte Schaltung).
Eingangsschaltung:
Die Eingangsschaltung des Halbleiterrelais, auch Steuerschaltung genannt, liefert eine Schleife für das Eingangssteuersignal, wodurch das Steuersignal als Triggerquelle für das Halbleiterrelais dient. Entsprechend den verschiedenen Eingangsspannungstypen kann die Eingangsschaltung in drei Typen unterteilt werden: Gleichstrom-Eingangsschaltung, Wechselstrom-Eingangsschaltung und Wechselstrom / Gleichstrom-Eingangsschaltung.
Der DC-Eingangskreis kann weiter in einen resistiven Eingangskreis und einen Konstantstromeingangskreis unterteilt werden .
1) Die Widerstands-Eingangsschaltung, deren Eingangsstrom mit zunehmender Eingangsspannung linear ansteigt und umgekehrt. Wenn das Steuersignal eine feste Steuerspannung hat, sollte der Widerstandseingangskreis ausgewählt werden.
2) Der Konstantstromeingangskreis. Wenn die Eingangsspannung der Konstantstromeingangsschaltung einen bestimmten Wert erreicht, steigt der Strom mit zunehmender Spannung nicht mehr offensichtlich an. Diese Funktion ermöglicht die Verwendung eines Konstantstromeingangs-Halbleiterrelais über einen ziemlich weiten Eingangsspannungsbereich. Wenn beispielsweise der Spannungsschwankungsbereich des Steuersignals ziemlich groß ist (z. B. 3 bis 32 V), wird das DC-Halbleiterrelais mit Konstantstromeingangskreis empfohlen, um sicherzustellen, dass das DC-Halbleiterrelais zuverlässig arbeitet den gesamten Eingangsspannungsbereich.
Einige dieser Eingangssteuerschaltungen haben positive und negative Logiksteuerung, Invertierung und andere Funktionen sowie die Kompatibilität von Logikschaltungen. Somit können Halbleiterrelais leicht an TTL- Schaltungen (Transistor-Transistor-Logik-Schaltungen), CMOS- Schaltungen (Complementary Metal Oxide Semiconductor-Schaltungen), DTL-Schaltungen (Diode-Transistor-Logik-Schaltungen) und HTL angeschlossen werdenSchaltkreise (High Threshold Logic Circuits). Gegenwärtig wurde DTL schrittweise durch TTL und HTL durch CMOS ersetzt. Wenn das pulsbreitenmodulierte Signal (PWM) als Eingangssignal verwendet wird, sollte die EIN / AUS-Schaltfrequenz der AC-Lastversorgung auf weniger als 10 Hz eingestellt werden, oder die Ausgangsschaltrate des Ausgangsschaltkreises des AC-SSR kann nicht beibehalten werden mit ihm auf.
Antriebsschaltung:
Die Ansteuerschaltung des Halbleiterrelais besteht aus drei Teilen: Isolationskopplungsschaltung, Funktionsschaltung und Auslöseschaltung. Je nach den tatsächlichen Anforderungen des Halbleiterrelais können jedoch nur ein / zwei dieser Teile enthalten sein.
1. Isolierte Kopplungsschaltung:
Die Isolations- und Kopplungsmethoden für E / A- Schaltungen (Eingangs- / Ausgangsschaltung) von Halbleiterrelais verwenden derzeit zwei Möglichkeiten, Optokopplerschaltungen und Hochfrequenztransformatorschaltungen.
1) Der Optokoppler (auch als Fotokoppler, Optokoppler, Optokoppler oder Optokoppler bezeichnet) ist opak verpackt mit einer Infrarot- LED (Leuchtdiode) und einem optischen Sensor , um eine isolierte Steuerung zwischen "Steuerseite" und "Lastseite" zu erreichen. , da zwischen dem "Lichtsender" und dem "Lichtsensor" außer dem Strahl keine elektrische oder physikalische Verbindung besteht. Die Arten von "Quelle-Sensor" -Kombinationen umfassen normalerweise: "LED-Fototransistor" (Fototransistorkoppler), "LED-Triac" (Fototransistorkoppler) und "LED-Fotodiodenarray" (der Stapel von Fotodioden wird zum Ansteuern eines Paares verwendet) von MOSFETs oder einem IGBT).
2) Die Hochfrequenztransformator- Kopplungsschaltung verwendet einen Hochfrequenztransformator, um das Steuersignal am Eingang in das Ansteuersignal am Ausgang umzuwandeln. Das detaillierte Verfahren besteht darin, dass das Eingangssteuersignal ein selbstoszillierendes Hochfrequenzsignal erzeugt, das über den Transformatorkern zum Sekundärtransformator übertragen wird , und nach der Verarbeitung durch die Erfassungs- / Gleichrichtungsschaltung und die Logikschaltung wird das Signal schließlich das Signal Ansteuersignal zum Ansteuern der Triggerschaltung.
2. Funktionsschaltung:
Die Funktionsschaltung kann verschiedene Funktionsschaltungen enthalten, wie eine Erfassungsschaltung, eine Gleichrichterschaltung, eine Nulldurchgangsschaltung , eine Beschleunigungsschaltung, eine Schutzschaltung , eine Anzeigeschaltung usw.
3. Triggerschaltung:
Ausgangsschaltung:
Der Ausgangsstromkreis des Halbleiterrelais wird durch ein Triggersignal gesteuert, um das Ein- und Ausschalten der Laststromversorgungen zu ermöglichen.
Die Ausgangsschaltung besteht hauptsächlich aus einer Ausgangskomponente (Chip) und einer Absorptionsschleife (die als Transient Suppressor fungiert) und enthält manchmal eine Rückkopplungsschaltung. Bisher umfasst die Ausgangskomponente von Halbleiterrelais hauptsächlich: Bipolar Junction Transistor (Bipolar Transistor oder BJT, der in zwei Typen unterteilt ist, PNP und NPN), Thyristor (Silicon Controlled Rectifier oder SCR), Triac(Bidirektionale Triode, Bidirektionaler Thyristor, bidirektional gesteuerter Gleichrichter (BCR), Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), Bipolarer Transistor mit isoliertem Gate (IGBT), Siliziumkarbid-MOSFET (SIC MOSFET, eine Art breiter Bandabstand) Transistor mit der industrietauglichen höchsten Sperrschichttemperatur von 200 ° C, geringem Stromverbrauch und kompakter Größe) und so weiter.
Der Ausgangsstromkreis des Halbleiterrelais kann in drei Typen unterteilt werden: DC-Ausgangsstromkreis, AC-Ausgangsstromkreis und AC / DC-Ausgangsstromkreis. Die Gleichstrom-Ausgangsschaltung verwendet typischerweise eine bipolare Komponente (wie einen IGBT oder einen MOSFET) als Ausgangskomponente, und die Wechselstrom-Ausgangsschaltung verwendet gewöhnlich zwei Thyristoren oder einen Triac als Ausgangskomponente.
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