Qual è la struttura di un relè a stato solido
I relè a stato solido sono dispositivi attivi a quattro terminali , due dei quattro terminali sono terminali di controllo di ingresso e gli altri due terminali sono terminali di controllo di uscita. Sebbene i tipi e le specifiche degli switch SSR siano numerosi, le loro strutture sono simili e consistono principalmente in tre parti (come mostrato nella Figura 2.1): Circuito di ingresso (circuito di controllo), circuito di azionamento e circuito di uscita (circuito controllato).
Circuito di ingresso:
Il circuito di ingresso del relè a stato solido, chiamato anche circuito di controllo, fornisce un circuito per il segnale di controllo di ingresso, trasformando il segnale di controllo come sorgente di trigger per il relè a stato solido. In base ai diversi tipi di tensione di ingresso, il circuito di ingresso può essere suddiviso in tre tipi, circuito di ingresso CC, circuito di ingresso CA e circuito di ingresso CA / CC.
Il circuito di ingresso CC può essere ulteriormente suddiviso in circuito di ingresso resistivo e circuito di ingresso a corrente costante .
1) Il circuito di ingresso resistivo, la cui corrente di ingresso aumenta linearmente all'aumentare della tensione di ingresso e viceversa. Se il segnale di controllo ha una tensione di controllo fissa, è necessario selezionare il circuito di ingresso della resistenza.
2) Il circuito di ingresso a corrente costante. Quando la tensione di ingresso del circuito di ingresso a corrente costante raggiunge un certo valore, la corrente non aumenta più ovviamente all'aumentare della tensione. Questa funzione consente l'uso di un relè a stato solido di ingresso a corrente costante su un intervallo di tensione di ingresso abbastanza ampio. Ad esempio, quando l'intervallo di variazione della tensione del segnale di controllo è piuttosto ampio (ad es. 3 ~ 32 V), si consiglia il relè a stato solido CC con circuito di ingresso a corrente costante per garantire che il relè a stato solido CC possa funzionare in modo affidabile l'intero intervallo di tensione di ingresso.
Alcuni di questi circuiti di controllo di ingresso hanno controllo logico positivo e negativo, inversione e altre funzioni, nonché la compatibilità dei circuiti logici. Pertanto, i relè a stato solido possono essere facilmente collegati ai circuiti TTL (circuiti logici transistor-transistor), circuiti CMOS (circuiti complementari a ossido di metallo complementare), circuiti DTL(circuiti logici a diodi-transistor) e HTLcircuiti (circuiti logici ad alta soglia). Allo stato attuale, DTL è stato gradualmente sostituito da TTL e HTL è stato sostituito da CMOS. E se il segnale a modulazione di larghezza di impulso (PWM) viene utilizzato come segnale di ingresso, la frequenza di commutazione ON / OFF dell'alimentazione del carico CA deve essere impostata su meno di 10Hz o la velocità di commutazione dell'uscita del circuito di uscita dell'AC SSR non può mantenere con esso.
Circuito di azionamento:
Il circuito di pilotaggio del relè a stato solido comprende tre parti: circuito di accoppiamento di isolamento, circuito di funzione e circuito di trigger. Tuttavia, in base alle effettive esigenze del relè a stato solido, solo una / due di queste parti possono essere incluse.
1. Circuito di accoppiamento isolato:
I metodi di isolamento e accoppiamento per i circuiti I / O (circuito di ingresso / uscita) dei relè a stato solido attualmente utilizzano due vie, i circuiti dell'accoppiatore ottico e i circuiti del trasformatore ad alta frequenza.
1) L'accoppiatore ottico (chiamato anche fotoaccoppiatore, accoppiatore ottico, optoisolatore o isolatore ottico) è opacamente impacchettato con un LED a infrarossi (diodo ad emissione di luce) e un sensore ottico per ottenere un controllo isolato tra "lato controllo" e "lato carico" , poiché non esiste alcun collegamento elettrico o fisico tra "Emettitore di luce" e "Sensore di luce" ad eccezione del raggio. I tipi di combinazioni "sorgente-sensore" normalmente comprendono: "LED-fototransistor" (accoppiatore fototransistor), "LED-triac" (accoppiatore fototriacale) e "LED-fotodiodo array" (la pila di fotodiodi viene utilizzata per pilotare una coppia di MOSFET o IGBT).
2) Il circuito di accoppiamento del trasformatore ad alta frequenza utilizza un trasformatore ad alta frequenza per convertire il segnale di controllo in ingresso nel segnale del convertitore in uscita. Il processo di dettaglio è che il segnale di controllo di ingresso produce un segnale ad alta frequenza auto-oscillante che verrà trasmesso attraverso il nucleo del trasformatore al secondario del trasformatore e, dopo l'elaborazione dal circuito di rilevamento / rettifica e dal circuito logico, il segnale diventerà infine il segnale di comando per guidare il circuito di trigger.
2. Circuito funzionale:
Il circuito funzionale può includere vari circuiti funzionali, come circuito di rilevamento, circuito raddrizzatore, circuito di attraversamento zero, circuito di accelerazione, circuito di protezione , circuito di visualizzazione , ecc.
3. Circuito di innesco:
Circuito di uscita:
Il circuito di uscita del relè a stato solido è controllato da un segnale di trigger per consentire l'accensione / lo spegnimento degli alimentatori di carico.
Il circuito di uscita è principalmente composto da un componente di uscita (chip) e da un circuito di assorbimento (che funge da soppressore transitorio) e talvolta include un circuito di retroazione. Fino ad ora, i componenti di uscita dei relè a stato solido includono principalmente: transistor a giunzione bipolare ( transistor bipolare o BJT, che si divideva in due tipi, PNP e NPN), tiristore (raddrizzatore controllato al silicio o SCR), triac (triodo bidirezionale, Tiristore bidirezionale, raddrizzatore controllato bidirezionale o BCR), transistor a effetto di campo (MOSFET) a semiconduttore in metallo-ossido-semiconduttore , transistor bipolare a gate isolato (IGBT), MOSFET a carburo di silicio (SIC MOSFET, una sorta di ampio bandgap transistor con la temperatura di giunzione operativa più alta di livello industriale di 200 ° C, basso consumo energetico e dimensioni compatte) e così via.
Il circuito di uscita del relè a stato solido può essere suddiviso in tre tipi: circuito di uscita CC, circuito di uscita CA e circuito di uscita CA / CC. Il circuito di uscita CC utilizza in genere un componente bipolare (come IGBT o MOSFET) come componente di uscita, mentre il circuito di uscita CA utilizza normalmente due tiristori o un triac come componente di uscita.
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