Relés de estado sólido

El papel de los interruptores fiables en los sistemas de automatización modernos es muy importante. En términos de campos tecnológicos modernos, como los sistemas de comunicación, la electrónica de consumo y automotriz o la automatización industrial, en todas partes hay una transición gradual pero clara de los esquemas de conmutación familiares a los convencionales. relés electromagnéticos y mover los arrancadores de contacto a herramientas de conmutación más confiables, como los relés de estado sólido.

Los semiconductores reemplazan por derecho a los dispositivos mecánicos de conmutación y control incluso en circuitos con cargas de corriente potentes, porque el proceso de mejora de los semiconductores cada año complace con características cada vez más altas de los interruptores de potencia.

El relé semiconductor contiene en su diseño potentes interruptores de potencia que reemplazan con éxito los contactos de los relés electromagnéticos, arrancadores y contactores tradicionales. Estos relés de estado sólido avanzados pueden conmutar cargas de hasta 250 amperios y son más confiables.

El aislamiento galvánico de los circuitos de control y ejecutivos no requiere medidas de aislamiento adicionales para dicho relé. Los relés de estado sólido sirven como una interfaz donde los circuitos de control de bajo voltaje y los circuitos de potencia de alto voltaje están aislados entre sí. La estructura de los relés de estado sólido de diferentes fabricantes es relativamente similar, y todos los relés de este tipo tienen solo diferencias muy pequeñas.

El circuito de entrada de dicho relé de estado sólido puede consistir en una resistencia en serie con un optoacoplador, o puede ser más complejo. La función del circuito de entrada es recibir una señal de control para su posterior conmutación.

Más abajo, el circuito tiene aislamiento óptico, que proporciona aislamiento entre los circuitos de entrada, intermedio y salida del relé de estado sólido. La señal de entrada es procesada por un circuito de activación que controla la conmutación de la salida del relé de estado sólido.

El circuito de conmutación suministra voltaje a la carga. Por lo general, esta parte consta de un transistor, tiristor o triac.

Para un funcionamiento fiable de los relés de estado sólido en diversas condiciones, incluidas las cargas inductivas, se requiere un circuito de protección. Sin embargo, a pesar de la presencia de un circuito de protección en todos los relés de estado sólido, todavía existen diversas modificaciones, y algunos de estos relés no permiten cargas inductivas, mientras que otros están especialmente adaptados para ellas.

Los semiconductores de potencia tienen cierta resistencia interna, por lo que cuando se cambia la carga, el relé de estado sólido se calienta. Cuando se calienta a más de 60 grados centígrados, el valor permisible de la corriente conmutada disminuye, por lo tanto, en condiciones de funcionamiento severas, dicho relé requiere una disipación de calor adicional.Para ello se utiliza un radiador o incluso refrigeración por aire.

Para cargas inductivas, se recomienda proporcionar una reserva de corriente permitida de 2 a 4 veces, y si estamos hablando del control de un motor asíncrono, entonces la reserva de corriente debe ser diez veces.

El voltaje actual cuando se controla una carga poderosa de naturaleza activa se elimina mediante el uso de un relé de conmutación de corriente cero, dichos relés están equipados con una unidad de control de circuito de activación adicional que evita el arranque por sobrecarga. Pero al controlar una carga de naturaleza capacitiva o inductiva, se debe proporcionar un margen de corriente considerable.

Como regla general, un relé de CC con una corriente constante ya tiene una reserva para un aumento de tres veces a corto plazo (no más de 10 milisegundos) en la corriente nominal cuando se sobrecarga en el arranque, y los relés de tiristores, diez veces.

Para resistencia al ruido de impulso, se instala un circuito RC en un relé sólido en paralelo con el circuito de salida, pero para una protección más confiable, es necesario conectar varistores externos en paralelo con cada una de las fases de dicho relé.

La documentación técnica proporcionada por el fabricante, por regla general, contiene todos los datos completos sobre las características de un relé sólido en particular y sus modos de operación permitidos y áreas de aplicación en general.