cos'è il relè a stato solido?

Il relè a stato solido (SSR) è un componente di combinazione di circuiti completamente elettronici che si basa sulle caratteristiche elettriche, magnetiche e ottiche dei dispositivi a semiconduttore e dei componenti elettronici per completare le sue funzioni di isolamento e commutazione dei relè.

Rispetto ai tradizionali relè elettromagnetici (EMR), i relè a stato solido sono relè che non hanno componenti meccanici o mobili, ma hanno essenzialmente le stesse funzioni dei relè elettromagnetici.

I relè a stato solido sono suddivisi in tipo di uscita CA con ingresso CC, tipo di uscita ramo di ingresso CC, tipo di uscita CA con ingresso CA e tipo di uscita CC con ingresso CA in base alle loro proprietà di funzionamento.

I relè a stato solido SSR possono essere suddivisi in tipo a tensione zero (Z) e tipo a modulazione di fase (P) sotto forma di attivazione. Quando un opportuno segnale di controllo VIN viene applicato al terminale di ingresso, l'SSR di tipo P viene immediatamente attivato. Quando il VIN viene annullato e la corrente di carico è inferiore alla corrente di mantenimento del tiristore bidirezionale (commutazione CA), l'SSR viene disattivato.

L'SSR di tipo Z include internamente un circuito di rilevamento del passaggio per lo zero. Quando si applica il segnale di ingresso VIN, l'SSR può essere attivato solo quando la tensione di alimentazione del carico raggiunge la zona di passaggio per lo zero, il che può causare un ritardo massimo di mezzo ciclo dell'alimentazione. L'SSR di tipo Z ha la stessa condizione di spegnimento dell'SSR di tipo P, ma è ampiamente utilizzato a causa della sua corrente operativa di carico sinusoidale approssimativa e della bassa interferenza armonica.

A causa dei diversi dispositivi di uscita utilizzati da alcune aziende, gli SSR possono essere suddivisi in tipo ordinario (S, che utilizza elementi tiristori bidirezionali) e tipo potenziato (HS, che utilizza elementi tiristori unidirezionali). Quando viene applicato un carico induttivo, il tiristore bidirezionale viene attivato prima dell'interruzione del segnale di ingresso t1 e la corrente è in ritardo rispetto alla tensione di alimentazione di 90O (induzione pura). A t1, il segnale di controllo in ingresso viene annullato e il tiristore bidirezionale viene disattivato quando è inferiore alla corrente di mantenimento (t2). Il tiristore resisterà a una tensione inversa con una velocità di aumento della tensione elevata di dv/dt. Questa tensione verrà ricondotta all'elettrodo di gate attraverso la capacità di giunzione all'interno del tiristore bidirezionale. Se l'indice dv/dt di commutazione del tiristore bidirezionale (valore tipico di 10 V/s) viene superato, si verificherà un lungo tempo di ripristino della commutazione o addirittura un guasto.

Il raddrizzatore unidirezionale controllato al silicio (SSR potenziato) funziona in uno stato unipolare ed è limitato solo dalla velocità di aumento della tensione statica (valore tipico: 200 V/s). Pertanto, l'indice di commutazione dv/dt del relè a stato solido potenziato serie HS è 520 volte superiore a quello dell'SSR convenzionale. A causa dell'uso di due tiristori unidirezionali ad alta potenza in parallelo inverso, le condizioni di distribuzione della corrente e di conduzione del calore vengono modificate e la potenza di uscita dell'SSR viene aumentata.

Applicazione del relè a stato solido

Il relè a stato solido è un interruttore senza contatto composto da componenti a stato solido, caratterizzato da un funzionamento sicuro e affidabile, lunga durata, senza contatto, senza scintille, privo di inquinamento, alto isolamento, tenuta ad alta tensione (oltre 2,5 kV), bassa corrente di innesco, commutazione rapida velocità e compatibilità con i circuiti digitali. Utilizza resina epossidica ignifuga come materia prima e adotta la tecnologia di impregnazione per isolarla dall'esterno. Ha buone prestazioni in termini di resistenza alla tensione, resistenza all'umidità, prevenzione della corrosione e resistenza alle vibrazioni. Le caratteristiche interne dei relè a stato solido sono di accendersi quando la tensione attraversa lo zero e di spegnersi quando il carico attraversa lo zero. È possibile ottenere una forma d'onda sinusoidale completa sul carico. Pertanto, l'interferenza RF del circuito è molto piccola, il che può ridurre la forza controelettromotrice dei carichi induttivi (come ventole, motori trifase, ecc.) e ridurre significativamente la sovracorrente quando si guidano carichi resistivi (come lampade a incandescenza, riscaldamento fili, ecc.).