Relés d'estat sòlid
El paper dels interruptors fiables en els sistemes d'automatització moderns és molt important. Pel que fa als camps tecnològics moderns, com els sistemes de comunicació, l'electrònica de consum i d'automoció o l'automatització industrial, a tot arreu hi ha una transició gradual però clara dels esquemes de commutació familiars als convencionals. relés electromagnètics i traslladar els arrencadors de contacte a eines de commutació més fiables, com ara relés d'estat sòlid.
Els semiconductors substitueixen per dret els dispositius de commutació i control mecànics fins i tot en circuits amb càrregues de corrent potents, perquè el procés de millora dels semiconductors cada any agrada amb les característiques cada cop més elevades dels interruptors d'alimentació.
El relé semiconductor conté en el seu disseny potents interruptors d'alimentació que substitueixen amb èxit els contactes dels tradicionals relés electromagnètics, arrencadors i contactors. Aquests relés d'estat sòlid avançats poden canviar càrregues de fins a 250 amperes alhora que són més fiables.
L'aïllament galvànic dels circuits de control i executius no requereix mesures d'aïllament addicionals per a aquest relé. Els relés d'estat sòlid serveixen com a interfície on els circuits de control de baixa tensió i els circuits de potència d'alta tensió estan aïllats entre si. L'estructura dels relés d'estat sòlid de diferents fabricants és relativament similar, i tots els relés d'aquest tipus només tenen diferències molt petites.
El circuit d'entrada d'aquest relé d'estat sòlid pot consistir en una resistència en sèrie amb un optoacoblador, o pot ser més complex. La funció del circuit d'entrada és rebre un senyal de control per a la commutació posterior.
Més avall, el circuit hi ha l'aïllament òptic, que proporciona aïllament entre els circuits d'entrada, intermedis i de sortida del relé d'estat sòlid. El senyal d'entrada és processat per un circuit d'activació que controla la commutació de la sortida del relé d'estat sòlid.
El circuit de commutació subministra tensió a la càrrega. Normalment aquesta part consta d'un transistor, tiristor o triac.
Per al funcionament fiable dels relés d'estat sòlid en diverses condicions, incloses les càrregues inductives, es requereix un circuit de protecció. Tanmateix, malgrat la presència d'un circuit de protecció en tots els relés d'estat sòlid, encara hi ha diverses modificacions, i alguns d'aquests relés no admeten càrregues inductives, mentre que d'altres estan especialment adaptats per a ells.
Els semiconductors de potència tenen una certa resistència interna, de manera que quan es canvia la càrrega, el relé d'estat sòlid s'escalfa. Quan s'escalfa per sobre de 60 graus centígrads, el valor admissible del corrent commutat disminueix, per tant, en condicions de funcionament severes, aquest relé requereix una dissipació de calor addicional.Per a això s'utilitza un radiador o fins i tot refrigeració per aire.
Per a càrregues inductives, es recomana proporcionar una reserva de corrent admissible 2-4 vegades, i si estem parlant del control d'un motor asíncron, la reserva de corrent hauria de ser deu vegades.
La tensió actual quan es controla una càrrega potent de naturalesa activa s'elimina mitjançant l'ús d'un relé de commutació de corrent zero, aquests relés estan equipats amb una unitat de control de circuit d'activació addicional que evita l'inici de la sobrecàrrega. Però quan es controla una càrrega de naturalesa capacitiva o inductiva, s'ha de proporcionar un marge de corrent considerable.
Per regla general, un relé de corrent continu amb un corrent constant ja té una reserva per a un augment de tres vegades a curt termini (no més de 10 mil·lisegons) del corrent nominal quan es sobrecarrega a l'engegada i els relés de tiristors - deu vegades.
Per a la resistència al soroll d'impuls, s'instal·la un circuit RC en un relé sòlid en paral·lel amb el circuit de sortida, però per a una protecció més fiable, cal connectar varistors externs en paral·lel amb cadascuna de les fases d'aquest relé.
La documentació tècnica proporcionada pel fabricant, per regla general, conté totes les dades completes sobre les característiques d'un relé sòlid determinat i els seus modes de funcionament admissibles i àrees d'aplicació en general.