Микросхема реле

Аналоговая микросхема, выполненная по технологии solid-state relay или твердотельного реле – популярный способ эффективной замены и миниатюризации обычного электромагнитного устройства этого назначения. Микросхемы управления реле выполняют в основном роль передачи электрического сигнала без рабочего напряжения, то есть для управления электрической цепью.

Твердотельное реле в виде микросхемы и его преимущества

ТТР физически представляет собой набор полупроводников, которые объединены в единую микросхему и выполняют общую задачу, свойственную обычному реле: включение или выключение подачи напряжения. Для управления используется как правило слабые токи.

К отличительным характеристиками, которые являются явным преимуществом твердотельного реле по сравнению с простым электромагнитным переключателем, следует отнести:

• высокая надежность работы и износоустойчивость;
• возможность разъединять или подключать переменный ток;
• полная защита от коррозии из-за отсутствия металлических элементов;
• повышенная скорость переключений.

Ниже приводим таблицу со сравнением характеристик микросхемы электронного реле и показателей, и свойств обычного исполнения реле и транзисторов, как наиболее подходящих по направлению использования, микроэлектронных устройств.

Кроме указанных в таблице преимуществ, следует указать на отсутствие контактной группы элементов. А это существенно улучшает устойчивость, поскольку износ сокращается и исчезает риск «сваривания» элементов во время прохождения тока уровня КЗ.

Если говорить о скорости переключения, то для твердотельных реле он составляет приблизительно 1 микросекунда на включение и 0,5 микросекунд на разъединение. Это очень хороший показатель быстродействия, которого нет ни у одной модели даже самых совершенных электромагнитных устройств релейного типа.

Еще одно преимущество такого вида реле – минимальное потребление электрической энергии. Для своей работы он будет забирать из сети приблизительно 5 В напряжения при силе тока не выше 5 мА.

И, пожалуй, одна из самых важных преимуществ – возможность подключения напрямую к интерфейсам логических микросхем. А это существенно сокращает размеры устройств, а также сложность в управлении и стоимость оборудования.

Особенности эксплуатации для бытовых приборов

При использовании твердотельного реле удается добиться множества дополнительных преимуществ, которые особенно важны для эксплуатации бытовых приборов или устройств, используемых в жилом помещении:

• отсутствие шума во время работы, характерного для электромагнитных реле с их переключениями и щелчками механизма;
• получение сигнала без помех, поскольку обмотка в устройстве отсутствует и нет наведенной электродвижущей силы;
• контакты не издают характерные шумы и не требуют периодической профилактики и осмотра;
• работа при вибрации, в том числе внутри устройств и механизмов без изменения параметров;
• минимизация размеров, в том числе для управления большими токами.

Немаловажно, что ТТР есть возможность использовать в помещениях, где может возникать загазованность (природный газ, другие опасные среды) и риск воспламенения из-за работы контактов.

Есть еще одна важная особенность для бытовых приборов, характерная именно для твердотельных реле – применение гальванической развязки для подачи и отключения напряжения. Это в разы снижает опасность коммутации даже высоких токов.

Работа ТТР с переменным и постоянным током, схема работы

Твердотельное реле микросхема которого выполняет функции электромагнитного устройства, может работать сразу с двумя видами тока – стандартным сетевым переменным и постоянным, используемым в силовых устройствах.

Принцип работы ТТР состоит в управлении сигнала по схеме однополюсного переключателя в одном направлении и в двух режимах:

• нормальный разомкнутый;
• нормальный замкнутый.

Если необходима работа в два направления, тогда обычно совмещают работу сразу двух твердотельных реле. Есть конструкции, которые выполняют функцию двух таких устройств под одним корпусом, но фактически это и есть совмещение двух изделий.

Популярные разновидности твердотельных реле

С полным ассортиментом твердотельных реле можно познакомиться на сайтах производителей или в справочных изданиях. Мы опишем один из типичных представителей этой серии аналоговых микросхемных продуктов, выпуска компании Fotek. Китайские микросхемы твердотельных реле вполне пригодны для большинства работ как для физической регулировки электротоков, так и для проектирования и создания модулей проектирования и разработок.

Модель SSR-40 DA может работать с двумя разновидностями напряжения одновременно:

• DC – от 3 до 32 вольт;

• AC – 24-380 вольт.

• максимальный показатель силы тока на входе – не выше 40 А.

Устройство достаточно компактное и занимает в длину 6 см, а в ширину – 4,5 см при толщине чуть больше 2 см.