ソリッドステートリレー

最新のオートメーション システムにおける信頼性の高いスイッチの役割は非常に重要です。通信システム、民生用および自動車用電子機器、産業オートメーションなどの現代の技術分野に関しては、どこでも、使い慣れたスイッチング方式から従来型のスイッチング方式への段階的かつ明確な移行が見られます。 電磁リレー そして接点スターターをソリッドステートリレーなどのより信頼性の高いスイッチングツールに移行します。

半導体は、毎年の半導体改良プロセスによりパワースイッチのより高い特性が求められるため、強力な電流負荷がかかる回路においても機械式スイッチングおよび制御デバイスを適切に置き換えることができます。

半導体リレーには、従来の電磁リレー、スターター、コンタクターの接点をうまく置き換える強力なパワー スイッチが設計に組み込まれています。これらの高度なソリッド ステート リレーは、より信頼性が高く、最大 250 アンペアまで負荷を切り替えることができます。

制御回路と実行回路のガルバニック絶縁には、このようなリレーに対して追加の絶縁手段は必要ありません。ソリッドステートリレーは、低電圧制御回路と高電圧電源回路を相互に分離するインターフェースとして機能します。さまざまなメーカーのソリッドステート リレーの構造は比較的似ており、このタイプのすべてのリレーには非常に小さな違いしかありません。

このようなソリッドステート リレーの入力回路は、フォトカプラと直列の抵抗で構成されている場合もあれば、より複雑な場合もあります。入力回路の機能は、後続のスイッチングのための制御信号を受信することです。

回路のさらに下には光絶縁があり、ソリッド ステート リレーの入力、中間、および出力回路間に絶縁を提供します。入力信号は、ソリッドステートリレー出力のスイッチングを制御するトリガー回路によって処理されます。

スイッチング回路は負荷に電圧を供給します。通常、この部品はトランジスタ、サイリスタ、またはトライアックで構成されます。

誘導負荷を含むさまざまな条件下でソリッドステートリレーを確実に動作させるには、保護回路が必要です。ただし、すべてのソリッドステート リレーに保護回路が存在するにもかかわらず、依然としてさまざまな修正が行われており、これらのリレーの中には誘導負荷を許容しないものや、誘導負荷に特別に適合したものもあります。

パワー半導体にはある程度の内部抵抗があるため、負荷が切り替わるとソリッドステート リレーが発熱します。摂氏 60 度を超えると、スイッチ電流の許容値が減少するため、厳しい動作条件下では、このようなリレーには追加の放熱が必要になります。これにはラジエーターや空冷が使用されます。

誘導負荷の場合、許容電流の 2 ～ 4 倍の予備を設けることが推奨されます。非同期モーターの制御について言えば、電流の予備は 10 倍にする必要があります。

アクティブな性質の強力な負荷を制御するときの電流電圧は、ゼロ電流スイッチングリレーを使用することによって排除されます。このようなリレーには、過負荷始動を防止する追加のトリガー回路制御ユニットが装備されています。ただし、容量性または誘導性の負荷を制御する場合は、かなりの電流マージンを確保する必要があります。

一般に、定電流の DC リレーには、起動時の過負荷時の定格電流の 3 倍、サイリスタ リレーの場合は 10 倍の短期間 (10 ミリ秒以下) の増加に備えた予備がすでにあります。

インパルスノイズ対策として出力回路と並列に固体リレーにRC回路を設けていますが、より確実に保護するにはリレーの各相に並列に外付けのバリスタを接続する必要があります。

メーカーが提供する技術文書には、原則として、特定のソリッドリレーの特性、その許容される動作モード、一般的な応用分野に関する包括的なデータがすべて含まれています。