Qual é a estrutura de um relé de estado sólido
Os relés de estado sólido são dispositivos ativos de quatro terminais , dois dos quatro terminais são terminais de controle de entrada e os outros dois terminais são terminais de controle de saída. Embora os tipos e especificações dos comutadores SSR sejam numerosos, suas estruturas são semelhantes e consistem principalmente em três partes (como mostrado na Figura 2.1): circuito de entrada (circuito de controle), circuito de acionamento e circuito de saída (circuito controlado).
Circuito de entrada:
O circuito de entrada do relé de estado sólido, também chamado de circuito de controle, fornece um loop para o sinal de controle de entrada, tornando o sinal de controle como uma fonte de disparo para o relé de estado sólido. De acordo com diferentes tipos de tensão de entrada, o circuito de entrada pode ser dividido em três tipos, circuito de entrada CC, circuito de entrada CA e circuito de entrada CA / CC.
O circuito de entrada CC pode ser dividido ainda em Circuito de Entrada Resistiva e Circuito de Entrada de Corrente Constante .
1) O circuito de entrada resistiva, cuja corrente de entrada aumenta linearmente com o aumento da tensão de entrada, e vice-versa. Se o sinal de controle tiver uma tensão de controle fixa, o circuito de entrada do resistor deve ser selecionado.
2) O circuito de entrada de corrente constante. Quando a tensão de entrada do circuito de entrada de corrente constante atinge um determinado valor, a corrente não aumenta mais obviamente à medida que a tensão aumenta. Esse recurso permite o uso de um relé de estado sólido de entrada de corrente constante em uma faixa de tensão de entrada bastante ampla. Por exemplo, quando a faixa de variação de tensão do sinal de controle é grande (por exemplo, 3 ~ 32V), o relé de estado sólido DC com circuito de entrada de corrente constante será recomendado para garantir que o relé de estado sólido DC possa trabalhar de maneira confiável toda a faixa de tensão de entrada.
Alguns desses circuitos de controle de entrada possuem controle lógico positivo e negativo, inversão e outras funções, além da compatibilidade de circuitos lógicos. Assim, os relés de estado sólido podem ser facilmente conectados aos circuitos TTL (circuitos lógicos transistor-transistor), circuitos CMOS (circuitos semicondutores complementares de óxido de metal), circuitos DTL (circuitos lógicos de diodos-transistores) e HTLcircuitos (circuitos lógicos de limite superior). Atualmente, o DTL foi gradualmente substituído pelo TTL e o HTL foi substituído pelo CMOS. E se o sinal modulado por largura de pulso (PWM) for usado como sinal de entrada, a frequência de comutação LIGADA / DESLIGADA da fonte de carga CA deve ser ajustada para menos de 10Hz ou a taxa de comutação de saída do circuito de saída do SSR CA não pode manter com isso.
Circuito de acionamento:
O circuito de acionamento do relé de estado sólido inclui três partes: circuito de acoplamento de isolamento, circuito de funções e circuito de acionamento . No entanto, de acordo com as necessidades reais do relé de estado sólido, apenas uma / duas dessas partes podem ser incluídas.
1. Circuito de acoplamento isolado:
Os métodos de isolamento e acoplamento para circuitos de E / S (circuito de entrada / saída) de relés de estado sólido atualmente usam duas maneiras, circuitos de acopladoróptico e circuitos de transformadores de alta frequência.
1) O acoplador óptico (também chamado de acoplador óptico, acoplador óptico, opto-isolador ou isolador óptico) é embalado de forma opaca com um LED infravermelho (diodo emissor de luz) e um sensor óptico para obter controle isolado entre o "lado do controle" e o "lado da carga" , porque não há conexão elétrica ou física entre o "emissor de luz" e o "sensor de luz", exceto o feixe. Os tipos de combinação de "fonte-sensor" normalmente incluem: "Fototransistor de LED" (acoplador de fototransistor), "Triac de LED" (acoplador de fototriac) e "matriz de fotodíodo de LED" (a pilha de fotodiodos é usada para conduzir um par MOSFETs ou um IGBT).
2) O circuito de acoplamento do transformador de alta frequência usa um transformador de alta frequência para converter o sinal de controle na entrada no sinal de acionamento na saída. O processo detalhado é que o sinal de controle de entrada produz um sinal de alta frequência auto-oscilante que será transmitido através do núcleo do transformador para o secundário do transformador e, após o processamento pelo circuito de detecção / retificação e pelo circuito lógico, o sinal acabará se tornando o sinal de acionamento para acionar o circuito de disparo.
2. Circuito Funcional:
O circuito funcional pode incluir vários circuitos funcionais, como circuito de detecção, circuito retificador, circuito de cruzamento zero, circuito de aceleração, circuito de proteção, circuito de exibição , etc.
3. Circuito de Disparo:
Circuito de saída:
O circuito de saída do relé de estado sólido é controlado por um sinal de disparo para permitir a ativação / desativação das fontes de alimentação de carga.
O circuito de saída é composto principalmente de um componente de saída (chip) e um loop de absorção (que atua como um supressor de transientes) e, às vezes, inclui um circuito de feedback. Até agora, o componente de saída dos relés de estado sólido inclui principalmente: Transistor de junção bipolar ( transistor bipolar ou BJT, que é dividido em dois tipos, PNP e NPN), Tiristor (retificador controlado por silício ou SCR), Triac ( triodo bidirecional, Tiristor bidirecional, retificador controlado bidirecional ou BCR, transistor de efeito de campo semicondutor de óxido de metal (MOSFET), transistor bipolar de porta isolada (IGBT), MOSFET de carboneto de silício (SIC MOSFET, um tipo de intervalo de banda larga)transistor com a temperatura de junção operacional mais alta da classe industrial de 200 ° C, baixo consumo de energia e tamanho compacto) e assim por diante.
O circuito de saída do relé de estado sólido pode ser dividido em três tipos: circuito de saída CC, circuito de saída CA e circuito de saída CA / CC. O circuito de saída DC normalmente usa componente bipolar (como IGBT ou MOSFET) como componente de saída, e o circuito de saída CA geralmente usa dois tiristores ou um Triac como componente de saída.
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