Was Ist Ein Halbleiterrelais?
Ein Halbleiterrelais ist ein kontaktloser Relaistyp, der mit Halbleitern arbeitet.
Ein Relais ist ein Bauteil, das ein bestimmtes Eingangssignal isoliert und ausgibt. Kontaktbehaftete Relais werden als mechanische Relais bezeichnet, während kontaktlose Relais als Halbleiterrelais bezeichnet werden. Aufgrund ihrer hohen Ansprechempfindlichkeit und langen Lebensdauer eignen sie sich für Situationen, in denen eine hochpräzise Rückkopplungssteuerung erforderlich ist.
Einsatzmöglichkeiten von Halbleiterrelais
Halbleiterrelais sind sehr häufig in industriellen Anlagen zu finden. Im Alltag sieht man sie selten, aber viele Geräte mit eingebauten Relais werden berührt. Im Folgenden sind Beispiele aufgeführt.
- Kühlschränke und Klimageräte, die sich je nach Temperatur ein- und ausschalten
- Gasbetriebene Warmwasserbereiter
- Luftbefeuchter, die sich je nach Luftfeuchtigkeit ein- und ausschalten
- In Antriebsgeräten in Anlagen
- Impulsgeber in Geräten zur Erfassung des Stromverbrauchs
In internen Leiterplatten von Haushaltsgeräten werden sie unweigerlich eingesetzt. Aufgrund ihrer hohen Ansprechempfindlichkeit und langen Lebensdauer werden sie in Situationen eingesetzt, in denen ein Ein- und Ausschalten mit hoher Frequenz erforderlich ist. Sie werden auch häufig in Produkte eingebaut, die anfällig für Störungen sind, da es im Gegensatz zu mechanischen Relais keine Gleitpunkte gibt.
Andererseits werden Halbleiterlumineszenzphänomene für die Signalübertragung genutzt. Aufgrund der Auswirkungen des Temperaturanstiegs sind sie für hitzeempfindliche und schwere Produkte nicht geeignet.
Prinzipien von Halbleiterrelais
Halbleiterrelais werden manchmal auch als kontaktlose Typen bezeichnet. Wie der Name schon sagt, sind die Eingangs- und Ausgangskreise physikalisch isoliert und die Signalübertragung erfolgt über einen Optokoppler.
Eine Leuchtdiode emittiert Licht, wenn sie ein Eingangssignal empfängt, das dann von einem Transistor im Ausgangskreis empfangen wird und den Ausgangskreis in Betrieb setzt. Die Verwendung von Licht für die Signalübertragung führt zu einer hohen Reaktionsfähigkeit auf der Ebene der Lichtgeschwindigkeit. Da der Stromkreis nicht direkt geleitet wird, gibt es außerdem keinen Kontaktverschleiß, und das Relais hat eine längere Lebensdauer als mechanische Relais.
Da die Eingangs- und Ausgangskreise durch einen Optokoppler vollständig isoliert sind, zeichnen sie sich zudem durch eine hohe Störfestigkeit aus.
Wie Wählt Man Ein Halbleiterrelais Aus?
Prüfen Sie zunächst die erforderliche Ansprechempfindlichkeit und Signalfrequenz in dem Schaltkreis, in dem das Relais benötigt wird. Wenn keine hohe Ansprechempfindlichkeit erforderlich ist und nur eine niedrige Signalfrequenz benötigt wird, sind mechanische Relais kostengünstiger. Wählen Sie dann die Steuerspannung. Im Allgemeinen werden Steuerspannungen von 5~100 V DC oder 100~240 V AC verwendet. Wenn die Steuerspannung eine spezielle Spezifikation wie 400 V AC hat, wird ein Schaltgerät oder ähnliches verwendet.
Der maximale Betriebsstromwert muss ebenfalls überprüft werden. Sowohl Halbleiterrelais als auch mechanische Relais haben festgelegte zulässige Stromwerte. Ein Strom, der über den zulässigen Wert hinausgeht, ist eine Fehlerquelle. Insbesondere Halbleiterrelais arbeiten mit einem Halbleiterkontaktmechanismus, so dass ein zu hoher Strom den Halbleiter beschädigt und das Relais unbrauchbar macht.
Prüfen Sie schließlich, wie groß die Platine ist, auf der das Halbleiterrelais eingebaut werden soll. Wenn auf der Platine kein Platz vorhanden ist, muss ein kleineres Relais gewählt werden.
Weitere Informationen üBer Halbleiterrelais
1. Ursprung Des Halbleiterrelais
Solid State bedeutet im Englischen “fester Zustand” und der Begriff entstand aus einem Vergleich zwischen Vakuumröhren und Halbleiterbauelementen.
Vakuumröhren sind Bauteile, in denen sich Elektronen in einer Vakuumatmosphäre bewegen, während Halbleiter Elektronen in einem festen Zustand bewegen. Aus diesem Grund wurden Halbleiter als Gegenstück zu Vakuumröhren auch als Festkörper bezeichnet. Umgekehrt kann auch ein Bauteil ohne mechanischen Antrieb als Festkörper bezeichnet werden.
2. Nachteile von Halbleiterrelais
Trotz der beschriebenen Vorteile von Halbleiterrelais, wie z.B. lange Lebensdauer, hohe Geschwindigkeit und Rauschunempfindlichkeit, gibt es auch folgende Nachteile. Prüfen Sie die Vor- und Nachteile und verwenden Sie sie in Verbindung mit mechanischen Relais.
- Empfindlich gegen Hitze und hohe Temperaturen.
- Schwach gegen elektrische Schläge und schwierig für Lasten mit hohen Anlaufströmen zu verwenden.
- Kann keine C-Kontakte verwenden, die a und b kombinieren.
- Es gibt keine Relais, die sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom gespeist werden können.