Каковы преимущества использования твердотельного реле вместо электромеханического реле?

имеют довольно большую и, возможно, устрашающую начальную цену по сравнению с электромеханическим реле. Однако интеграция SSR, а не EMR, может привести к одинаковой или даже более низкой общей стоимости в зависимости от конкретного приложения, что мы обсудим немного позже.Кроме того, SSR часто превосходят EMR в нескольких областях. Давайте сравним два:

Как вы можете видеть, SSR в целом более динамичны по своей производительности и обладают функциями, которые они предлагают, по сравнению с EMR. Однако есть одна область, в которой ЭМИ часто имеют преимущество: управление температурой. SSR могут иметь рассеиваемую мощность на порядки больше, чем электромеханические реле, просто из-за используемых в них физических свойств. Как правило, это означает, что разработчики компонентов должны интегрировать радиаторы и вентиляторы в свои конструкции, что увеличивает общие первоначальные затраты, связанные с использованием SSR.

Однако, прежде чем списывать SSR только на основании первоначальной стоимости, давайте поговорим подробнее о совокупной стоимости владения, а также о людях, определяющих, что на самом деле означает «стоимость».

Сравнение затрат: как SSR могут окупиться в долгосрочной перспективе

Инженеры, как правило, сосредотачиваются на производительности, а лучшая производительность обычно означает более высокие затраты. С другой стороны, менеджеры по цепочке поставок гораздо больше озабочены начальными ценами на детали и сроками поставки, которые называются затратами на закупку.Менеджеры по бизнесу и маркетингу обращают внимание на гарантийные расходы, которые включают ожидаемый срок службы и сопутствующие расходы на техническое обслуживание, такие как время простоя, время в пути, время замены и ремонта, а также рабочую силу. Из всех этих затрат только начальная цена на детали может быть приравнена к вышеупомянутой «единовременной авансовой стоимости».

Следовательно, то, что электромеханические реле имеют более низкую начальную цену, не означает, что они «стоят меньше», учитывая совокупность всех других скрытых затрат, которые вступят в игру позже в будущем.Слишком часто в сегодняшних компаниях менеджеры требуют решений «быстрее — лучше — дешевле», которые часто являются конкурирующими приоритетами — дешевле не обязательно означает быстрее и / или лучше. Однако, используя твердотельные реле и контакторы Crydom, вы действительно можете добиться более быстрого, лучшего и дешевого, если учесть общую стоимость владения. Их твердотельные реле представляют собой надежные решения, которые способствуют долговечности приложений, поэтому вам редко придется беспокоиться об обслуживании, ремонте или замене их после их установки.

Полезный инструмент для сравнения совокупной стоимости владения

Чтобы помочь вам проанализировать общую стоимость владения (TCO) для SSR по сравнению с EMR, Crydom разработала простой в использовании калькулятор TCO, который можно найти на их веб-сайте во вкладке «Инструменты». Калькулятор учитывает информацию, относящуюся как к прямым, так и к косвенным затратам, и также предполагает, что оба коммутационных решения были выбраны так, чтобы соответствовать нагрузке и энергосистемам. Кроме того, калькулятор учитывает затраты, в основном связанные с технологиями, поскольку они распространены среди различных приложений.

Стоимость единицы калькулятора — это стоимость приобретения коммутационного решения. Есть также для добавления радиаторов (для SSR) и розеток (для EMR), если они необходимы. Ожидаемый срок службы, выраженный в количестве циклов или операций, также учитывается, как и особые требования для данного приложения. Сюда могут входить прогнозируемые циклы в минуту или тип нагрузки (например, резистивная, индуктивная, трансформатор / конденсатор или балласт).

Тип нагрузки требуется для оценки корректировок ожидаемого срока службы для ЭМИ, и калькулятор автоматически выбирает правильное снижение номинальных характеристик в зависимости от выбранной нагрузки: снижение номинальных характеристик на 80% для двигателей, катушек или соленоидов; 75% снижение номинальных характеристик трансформаторов или конденсаторов; и 70% для балластов.Гарантийный срок, также включенный в расчет, используется для привязки ко времени в расчетных результатах общей стоимости. Его можно настроить для отображения различных временных рамок, от одного месяца до года и более. Еще одна переменная — стоимость услуги — также должна быть принята во внимание, поскольку она меняется между приложениями или от одной бизнес-модели к другой. На рисунке 3 показан калькулятор совокупной стоимости владения Crydom.

Рисунок 3 — Калькулятор совокупной стоимости владения Crydom.

Когда вы выбираете между технологией электромеханического реле и твердотельной технологией, вам может быть трудно преодолеть первоначальную стоимость твердотельных реле.Однако, хотя начальная стоимость EMR меньше, чем SSR, по мере увеличения количества циклов увеличивается и стоимость обслуживания, ремонта и / или замены EMR. Следовательно, как только вы проработаете общую стоимость владения как SSR, так и EMR, вы скоро поймете, что стоимость жизни SSR во многих случаях такая же или меньше, чем у EMR. Учитывая преимущества SSR по сравнению с EMR в отношении функций и производительности, нетрудно оправдать интеграцию SSR в вашу конструкцию.

Посмотреть связанный продукт

D2425

Хотите узнать больше? Почему бы не прочитать о том, что внутри твердотельного реле?

Основы работы с реле 2-7 Твердотельные реле | OMRON

Определение твердотельного реле

Твердотельные реле (SSR), в отличие от механических реле, предназначены для переключения нагрузки путем передачи сигналов в электронных схемах.
※ Их также называют бесконтактными реле и полупроводниковыми реле.

Характеристики твердотельного реле

В отличие от контактных реле, эти реле не имеют механического привода, а состоят из электронных компонентов, таких как полупроводники.
В отличие от контактных реле, эти реле не имеют механического блока управления, а состоят из электронных компонентов, таких как полупроводники.

Что касается характеристик твердотельных реле (SSR) Omron, у нас есть широкий спектр продуктов, таких как интегрированные с теплоотводом, отдельные с теплоотводом и такие же типы со съемным реле, которые совместимы с типы нагрузок и условия использования заказчиком (способ установки и ограничения по площади).

Типы твердотельных реле

Схема твердотельного реле

Структура SSR (изображение)

Конструкционные детали SSR (Примеры)

1. Устройство ввода (переключатель) включено.
2. Ток течет во входные цепи, оптопара срабатывает, и электрический сигнал передается в цепь триггера в выходных цепях.
3. Включается переключающий элемент в выходной цепи.
4. Когда переключающий элемент включается, течет ток нагрузки и загорается лампа.
5. Устройство ввода (переключатель) выключено.
6. Когда оптопара выключается, цепь триггера в выходных цепях выключается, что выключает переключающий элемент.
7. Когда переключающий элемент выключается, лампа выключается.

Примеры применения твердотельного реле

• Печи (например, хлебопекарные печи)

• Роботы

• Станки

• Машины формовочные

Базовая конструкция (случай контроля температуры)

SSR принимает импульсы напряжения (например, 12 В постоянного тока) от контроллера температуры для включения / выключения цепей нагрузки.
Для выбора продукта требуется информация о входном напряжении и входном токе SSR.

Littelfuse представляет твердотельное реле

Идеально подходит для умных домов, автоматизации зданий, контрольно-измерительных приборов и приложений с батарейным питанием

CHICAGO, Январь 13, 2021 год — Littelfuse, Inc. (NASDAQ: LFUS), мировой производитель передовых технологий в области защиты цепей, управления питанием и датчиков, сегодня анонсировал твердотельное реле (SSR) CPC1561B.CPC1561B — это ТТР с максимальным током (1 А, 60 В), доступный в настоящее время на рынке, для интеграции схем ограничения тока и теплового отключения.

Компактный твердотельный реле CPC1561B для поверхностного монтажа, обеспечивающий двойную защиту от короткого замыкания, обеспечивает надежное решение для требовательных приложений, которые невозможны при использовании электромеханических реле и стандартных твердотельных реле.

Типичные рынки и области применения CPC1561B:

• Умные дома
• Автоматизация зданий
• Игры
• Приборы
• Системы с батарейным питанием

«CPC1561B идеально подходит для рынков и приложений, которые не могут простаивать в течение длительного периода времени из-за перегрузки по току, перегрева и электрического напряжения», — сказал Стив Андрезик, директор по маркетингу Littelfuse-IXYS Integrated Circuits.«Выходное реле CPC1561B может выдержать суровые условия и возобновить нормальную работу после устранения неисправности, что сокращает время простоя продукта и потенциально устраняет время обращения в службу поддержки, поскольку SSR одновременно защищает себя и перезагружается для возобновления нормальной работы».

CPC1561B предлагает следующие ключевые преимущества:

• Повышает способность электроники выдерживать аварийные условия за счет ограничения активного тока
• Адаптируется к условиям отказа с помощью защиты от теплового отключения при отказе при температуре кристалла 128 ° C.
• Сокращает время простоя оборудования и снижает стоимость ремонта за счет восстановления с возможностью автоматического сброса, что позволяет избежать сбоев системы.
• Обеспечивает гальваническую развязку входа-выхода через изоляцию входа-выхода 3750 В среднеквадр.

Как это работает: Посмотрите видео.

1. Активное управление током: Схема определяет ток нагрузки и регулирует приводы затвора MOSFET, чтобы выдержать перегрузки по току.
2. Тепловое отключение: Схема определяет температуру кристалла и работает вместе с контролем ограничения тока для защиты устройства.
3. Автосброс: После устранения неисправности и достижения твердотельным реле заданного диапазона рабочих температур устройство возобновляет нормальную работу. Нет необходимости сбрасывать SSR или перезагружать систему.

Наличие
CPC1561B доступен в формате ленты и катушки. Запросы на образцы можно отправить через авторизованных дистрибьюторов Littelfuse по всему миру. Список дистрибьюторов Littelfuse можно найти на сайте Littelfuse.com.

Для получения дополнительной информации
Дополнительная информация доступна на странице продукта CPC1561B.По техническим вопросам обращайтесь: Бобу Грэму, менеджеру по приложениям, по адресу [email protected].

О компании Littelfuse

Littelfuse (NASDAQ: LFUS) — мировой производитель передовых технологий в области защиты цепей, управления питанием и датчиков. Обслуживая более 100 000 конечных клиентов, наша продукция используется в автомобильной и коммерческой технике, промышленных приложениях, данных и телекоммуникациях, медицинских устройствах, бытовой электронике и бытовой технике. Наши 11 000 сотрудников по всему миру сотрудничают с клиентами в разработке, производстве и поставке инновационных высококачественных решений для более безопасного, экологичного и все более взаимосвязанного мира — повсюду, каждый день.Узнайте больше на Littelfuse.com.

ЛФУС-П

Использование твердотельного реле

Узнайте, как легко подключить твердотельное реле

Зачем использовать реле вместо переключателя?

Провода SSR меньше и большего сечения, чем у переключателя. SSR также быстрее, меньше по размеру и имеют более длительный срок службы, чем механическое реле.Они помогают повысить безопасность, поскольку вы имеете дело с меньшим напряжением и силой тока, давая вам меньшее напряжение / силу тока, контролируя более высокое напряжение / силу тока. Для гораздо более высоких напряжений SSR — отличная альтернатива, когда обычный переключатель не может использоваться из-за сгорания под действием тока.

На схеме ниже показано, как подключить твердотельное реле. Обратите внимание, что схема относится к твердотельному реле (SSR) типа DC / DC.

Твердотельное реле (DC / DC):

Батарея 1:
Обратите внимание, что первая батарея использовалась в качестве изолятора.
Подсоедините отрицательную клемму аккумулятора 1 к отрицательной клемме SSR (R).
Подсоедините положительный полюс аккумуляторной батареи 1 к кнопочному переключателю.

Кнопочный переключатель:
Подключите одну клемму к положительной клемме (R) SSR.
Подсоедините вторую клемму к плюсовой клемме аккумуляторной батареи 1.

Нагрузка:
Подключите положительную клемму нагрузки к отрицательной клемме (L) SSR.
Подключите отрицательную клемму нагрузки к отрицательной клемме аккумулятора 2.

Аккумулятор 2:
Подключите положительный вывод аккумулятора 2 к положительному выводу на выходе.

Подключите отрицательную клемму аккумулятора 2 к отрицательной клемме нагрузки.

Твердотельные реле, таймеры — Advanced Control Technology Minneapolis, Minnesota

Твердотельные реле, реле на DIN-рейку и контакторы Power-io ssr

Введение в твердотельные реле

Когда мы думаем о реле, мы склонны думать о тех больших механических вещах, которые издают удовлетворительный «щелчок» при активации.Какими бы хорошими они ни были для релейных компьютеров, бывают случаи, когда вы не хотите иметь дело с шумом или ненадежностью движущихся частей. Вот где стоит подумать о твердотельных реле (SSR). Они переключаются быстрее, бесшумно, без дуг и дуг, служат дольше и не содержат большой индуктивности.

SSR состоит из двух или трех стандартных компонентов, упакованных в модуль (вы даже можете построить один самостоятельно). Первый компонент — это оптопара, которая изолирует вашу цепь управления от сети, которой вы управляете.Во-вторых, симистор, кремниевый выпрямитель или полевой МОП-транзистор, который переключает сетевое питание с помощью выхода оптопары. Наконец, обычно (но не всегда) существует «схема обнаружения перехода через ноль». Это заставляет реле ждать, пока ток, которым оно управляет, не достигнет нуля, прежде чем отключиться. Большинство SSR аналогичным образом будут ждать, пока сетевое напряжение не пересечет нулевое напряжение, прежде чем включиться.

Если механическое реле включается или выключается около пикового напряжения при подаче переменного тока, происходит внезапное падение или повышение тока.Если у вас индукционная нагрузка, такая как электродвигатель, это может вызвать большой скачок переходного напряжения при выключении реле, поскольку магнитное поле, окружающее индуктивную нагрузку, разрушается. Переключение реле во время пика сетевого напряжения также вызывает электрическую дугу между выводами реле, изнашивая их и способствуя механическому выходу реле из строя.

При использовании SSR, который поддерживает обнаружение перехода через нуль, он будет поддерживать свое состояние до тех пор, пока форма выходного сигнала переменного тока сама не пересечет ноль.В этот момент он безопасно включается или выключается.

Диммирование с SSR

Одним из недостатков такого поведения является то, что вы не можете легко использовать типичные SSR в качестве диммеров с широтно-импульсной модуляцией, несмотря на их относительно высокую скорость переключения. Каждый раз, когда вы пытаетесь контролировать время «включения» входного сигнала, обнаружение перехода через ноль будет ждать, пока сигнал переменного тока не пересечет ноль, перед переключением.

Другой тип SSR, называемый твердотельным реле «случайного включения», используется для регулирования яркости.Он работает так же, как и обычный SSR, за исключением того, что в нем нет схемы обнаружения перехода через ноль. Он просто включается всякий раз, когда получает сигнал. Это позволяет использовать только часть формы сигнала переменного тока для определенных типов нагрузок, таких как лампы или обогреватели. Тем не менее, он все еще ждет точки перехода через ноль сигнала переменного тока, прежде чем выключиться.

SSR бывают в вариантах переключения постоянного и переменного тока. Тип, который вам нужно использовать, зависит от типа переключаемого питания. В SSR постоянного тока для управления переключением обычно используются силовые MOSFET или транзисторы, а не симисторы или кремниевые выпрямители.

Одна особенность SSR переменного тока заключается в том, что измерение изменения сопротивления на выходе SSR при подаче сигнала на вход не дает очень полезной информации. Вы по-прежнему будете видеть высокое сопротивление на выходе. В данном случае мы измерили 22 кОм, что не позволило сделать вывод о корректной работе SSR. Стендовые испытания SSR перед использованием возможны с батареей 9 В и лампочкой (предупреждение в формате PDF).

Другие недостатки SSR

Другой потенциальный недостаток состоит в том, что SSR имеют более низкое сопротивление на выходных клеммах в выключенном состоянии по сравнению с механическими реле, а также некоторый ток утечки.Утечка обычно очень мала, но если вы измеряете выход SSR, подключенного к сети, с помощью мультиметра, вы, скорее всего, зарегистрируете напряжение независимо от того, включен он или нет.

Из-за внутренней конструкции SSR они доступны только в однополюсной конфигурации с одним направлением (SPST). Однополюсный означает, что он может управлять только одной цепью, а однополюсный означает, что есть только два положения, в которых может находиться переключатель (одно включенное и одно выключенное состояние). Механические реле не имеют этого ограничения и доступны с несколькими полюсами и ходами.

SSR выделяют больше тепла, чем эквивалентное механическое реле. Это связано с падением напряжения на полупроводниках внутри твердотельного реле, тогда как механическое реле в активном состоянии является просто проводником. важно, прикрепить радиатор к твердотельным реле и обеспечить достаточный воздушный поток для любого приложения, потребляющего значительный ток. Подробную информацию о безопасности SSR см. В этом документе Omron (предупреждение в формате PDF). Он также предлагает некоторые полезные конструктивные особенности для различных типов нагрузки.

Когда твердотельное тело и механика объединяются

В некоторых ситуациях полезно использовать как SSR, так и механическое реле. Допустим, основной недостаток твердотельных реле в конструкции заключается в том, что они выделяют больше тепла, чем эквивалентное реле. Точно так же основным недостатком реле в конструкции является то, что они подвержены риску механического отказа из-за искрения между контактами при каждом включении.

В этом случае можно объединить две части параллельно с отдельными входами.Для его активации система управления сначала включает SSR. Это устанавливает ток через нагрузку. Затем система управления активирует реле, в котором не возникает дуги, поскольку оно по существу параллельно замкнутому переключателю. Наконец, после небольшой задержки, позволяющей реле устранить дребезг, SSR деактивируется. Теперь весь ток проходит через механическое реле. Это позволяет создать эффективный и надежный переключатель, снижая при этом требования к теплоотводу для SSR.

SSR есть несколько причуд, но они кажутся жизнеспособной альтернативой механическим реле в сегодняшнем модном Интернете коммутаторов.Я предпочитаю сосредоточиться на интересных частях моих проектов автоматизации, а не на механических сбоях, и, честно говоря, все щелчки могут быть слишком сильными. Чтобы лучше познакомиться с SSR, я построил простую тестовую схему на основе Fotek SSR-40DA SSR. Принципиально он похож на этот проект коммутируемой розетки SSR.

В техническом описании указано, что они рассчитаны на ток до 40 ампер, хотя для этого требуются большой радиатор, вентиляция и оригинальные запчасти. В своем тесте я использую его для управления вентилятором мощностью 47 Вт от сети 220 В переменного тока, 50 Гц.Радиатор не был сочтен необходимым для этого быстрого теста, но я добавил предохранитель на один ампер на входе сети, чтобы предотвратить его случайное использование для чего-то большого. Когда у вас много проектов, легко забыть об ограничениях каждого из них через несколько месяцев.

Я подключил цифровой выход D0 ESP8266 напрямую к входам SSR. Чип был прошит NodeMCU и запрограммирован на переключение D0 при переключении емкостного сенсорного переключателя, и я заставил его изменить цвет светодиода состояния.

Первое, что я заметил, это то, что во время загрузки контакты на ESP8266 на короткое время поднимаются высоко. Это привело к активации SSR на короткое время во время запуска, что недопустимо! Это можно легко исправить, инвертируя сигнал аппаратно с помощью транзистора, а затем программно.

При нажатии кнопки вентилятор включался или выключался соответственно, а также световой индикатор на SSR. В целом это было очень просто, хотя я обязательно вытравлю плату должным образом и добавлю радиатор, прежде чем использовать ее при более высоких токах или длительных периодах времени.

Моя электрическая проводка не имеет заземления. Это не из-за халатности, а потому, что я строю это во Вьетнаме, а в инфраструктуре этой страны нет жилого заземления. Если у вас есть заземленная проводка в жилом помещении, воспользуйтесь этим, чтобы сделать вашу конструкцию более безопасной.

Хотя это тривиальный тест, я извлек два практических урока. Во-первых, проводка занимает гораздо больше места, чем я думал. Во-вторых, соблюдение безопасного расстояния между проводами, по которым идет сеть, и сигналом от ESP8266 требует некоторых размышлений с точки зрения конструкции корпуса (особенно для радиатора на SSR).Дело не только в том, чтобы запихнуть его в корпус, и если я не собираюсь печатать на 3D-принтере нестандартный, я обязательно ошибусь в пользу чего-то большего и с отдельной секцией для компонентов высокого и низкого напряжения. Другими словами, не делайте этого:

Я также узнал, что емкостные сенсорные переключатели с подсветкой прекрасно вписываются в корпуса переключателей, выглядят довольно мило и вписываются в стену, если обрезать несколько кусочков пластика.В более поздних тестах кнопки нет рядом с реле. Он использует второй ESP8266, который отправляет UDP-пакет для управления ретранслятором, а также прослушивает UDP-пакеты, чтобы обновить состояние светодиода индикатора, если что-то еще выключит рассматриваемую систему. Все работало нормально.

Наконец, я хотел бы отметить, что поддельные SSR очень распространены. Обычно они выходят из строя при токах, значительно меньших их номинальных, даже с правильными радиаторами.Хотя на самом деле мои SSR могут быть подлинными, я предполагаю, что они не настоящие, и буду использовать их при номинальных токах!