Begriff: Diskreter Impulsausgang (basierend auf Opto-Relais). Opto-Relais in Mikrocontroller-Schaltungen Opto-Relais

Antwort

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Do-it-yourself-Gerät zum Testen optischer Relais

Neulich musste ich das Opto-Relais in großen Mengen testen. Indem ich diesen Halbleiterrelaistester in einer halben Stunde aus einem Minimum an Teilen zusammenbaute, konnte ich beim Testen von Optokopplern viel Zeit sparen.

Viele unerfahrene Funkamateure interessieren sich dafür, wie man einen Optokoppler testet. Diese Frage kann sich aus der Unkenntnis des Aufbaus dieser Funkkomponente ergeben. Wenn wir die Oberfläche betrachten, besteht ein optoelektronisches Halbleiterrelais aus einem Eingangselement – ​​einer LED und einem optischen Isolationsgerät, das den Stromkreis schaltet.

Diese Schaltung zum Testen eines Optokopplers ist absolut einfach. Es besteht aus zwei LEDs und einer 3-V-Stromquelle – einer CR2025-Batterie. Die rote LED fungiert als Spannungsbegrenzer und ist gleichzeitig eine Anzeige für den Betrieb der Optokoppler-LED. Die grüne LED dient zur Anzeige des Betriebs des Ausgangselements des Optokopplers. Diese. Wenn beide LEDs leuchten, war der Optokopplertest erfolgreich.

Bei der Überprüfung des Opto-Relais geht es darum, es in den entsprechenden Teil der Steckdose einzubauen. Dieser Halbleiterrelais-Tester kann Optokoppler in DIP-4- und DIP-6-Gehäusen und Doppelrelais in DIP-8-Gehäusen testen.
Unten zeige ich die Positionen der Opto-Relais in den Testerpanels und das Leuchten der LEDs entsprechend ihrer Leistung.

Ein Optokoppler (auch Optokoppler genannt) ist ein elektronisches Gerät, das elektrische Signale in Licht umwandelt, diese über optische Kanäle überträgt und das Signal wieder in elektrische Signale umwandelt. Das Design eines Optokopplers impliziert das Vorhandensein eines speziellen Lichtsenders (in modernen Geräten werden hierfür Leuchtdioden verwendet; frühere Modelle waren mit kleinen Glühlampen ausgestattet) und eines Geräts, das für die Umwandlung des empfangenen optischen Signals verantwortlich ist (Fotodetektor). Beide Komponenten werden über einen optischen Kanal und ein gemeinsames Gehäuse kombiniert.

Klassifizierung der Arten von Optokopplern

Es gibt mehrere Merkmale, nach denen sich Optokopplermodelle in mehrere Gruppen einteilen lassen.

Abhängig vom Grad der Integration:

• elementarer Optokoppler – umfasst 2 oder mehr Elemente, die durch ein gemeinsames Gehäuse verbunden sind;
• Integrierter Optokoppler-Schaltkreis – der Aufbau besteht aus einem oder mehreren Optokopplern und kann darüber hinaus auch mit komplementären Elementen (z. B. einem Verstärker) ausgestattet werden.

Abhängig von der Art des optischen Kanals:

• Offener optischer Kanal;
• Geschlossener optischer Kanal.

Abhängig vom Typ des Fotodetektors:

• Fotowiderstand (oder einfach Widerstandsoptokoppler);
• Fotodioden-Optokoppler;
• Fototransistor-Optokoppler (unter Verwendung eines herkömmlichen oder zusammengesetzten bipolaren Fototransistors);
• oder Phototriac-Optokoppler;
• Optokoppler, die mit einem Photovoltaikgenerator (Solarbatterie) betrieben werden.

Das Design von Geräten des letztgenannten Typs wird häufig durch Feldeffekttransistoren ergänzt, wobei derselbe Generator für die Steuerung des Gates verantwortlich ist.

Phototriac-Optokoppler oder solche mit Feldeffekttransistoren können als „Optorelais“ oder „Optokoppler“ bezeichnet werden.

Abb. 1: Optokoppler-Gerät

Optoelektronische Geräte funktionieren unterschiedlich, je nachdem, zu welcher der beiden Richtungsarten sie gehören:

• Elektrooptisch.

Die Funktionsweise des Gerätes basiert auf dem Prinzip, dass Lichtenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Darüber hinaus erfolgt der Übergang durch einen Festkörper und die darin ablaufenden inneren photoelektrischen Effektprozesse (ausgedrückt in der Emission von Elektronen durch den Stoff unter dem Einfluss von Photonen) und dem Glimmeffekt unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes.

• Optisch.

Das Gerät funktioniert durch die subtile Wechselwirkung von Festkörpern und elektromagnetischer Strahlung sowie durch den Einsatz von Laser-, holografischen und fotochemischen Geräten.

Photonische elektronische Computer werden aus einer von zwei Kategorien optischer Elemente zusammengesetzt:

• Optokoppler;
• Quantenoptische Elemente.

Es handelt sich um Modelle von Geräten der elektronenoptischen bzw. optischen Richtung.

Ob der Optokoppler das Signal linear überträgt, wird durch die Eigenschaften des in das Design eingebauten Fotodetektors bestimmt. Die größte Übertragungslinearität ist von Widerstandsoptokopplern zu erwarten. Dadurch ist die Bedienung solcher Geräte am komfortabelsten. Eine Stufe tiefer liegen Modelle mit Fotodioden und einzelnen Bipolartransistoren.

Um den Betrieb gepulster Geräte zu gewährleisten, werden Optokoppler auf Basis von Bipolar- oder Feldeffekttransistoren eingesetzt, da keine lineare Signalübertragung erforderlich ist.

Abschließend werden Photothyristor-Optokoppler montiert, um eine galvanische Trennung und einen sicheren Betrieb des Geräts zu gewährleisten.

Anwendung

Es gibt viele Bereiche, in denen der Einsatz von Optokopplern notwendig ist. Diese Breite der Anwendung ist darauf zurückzuführen, dass es sich um Elemente mit vielen unterschiedlichen Eigenschaften handelt und jede ihrer Eigenschaften einen eigenen Anwendungsbereich hat.

• Fixierung mechanischer Einwirkungen (es werden Geräte verwendet, die mit einem offenen optischen Kanal ausgestattet sind, der blockiert werden kann (eine mechanische Einwirkung ausüben), wodurch das Gerät selbst als Sensor verwendet werden kann):
  • Präsenzmelder (Erkennung des Vorhandenseins/Fehlens von Papierblättern im Drucker);
  • End-(Start-)Punktdetektoren;
  • Zähler;
  • Diskrete Tachometer.
• Galvanische Trennung (die Verwendung von Optokopplern ermöglicht die Übertragung eines spannungsunabhängigen Signals; sie bieten auch eine berührungslose Steuerung und Schutz), die bereitgestellt werden kann durch:
  • Optokoppler (in den meisten Fällen als Informationssender verwendet);
  • Optorelay (hauptsächlich zur Steuerung von Signal- und Stromkreisen geeignet).

Optokoppler

Der Einsatz von Transistoren oder integrierten Optokopplern ist besonders wichtig, wenn eine galvanische Trennung in einem Signalstromkreis oder einem Stromkreis mit geringem Steuerstrom erforderlich ist. Die Rolle eines Steuerelements können Drei-Elektroden-Halbleiterbauelemente, Schaltkreise zur Steuerung diskreter Signale sowie Schaltkreise mit besonderer Spezialisierung übernehmen.

Abb. 2: Optokoppler 5000 Vrms 50 mA.

Parameter und Betriebsmerkmale von Optokopplern

Anhand der genauen Bauart des Gerätes lässt sich dessen elektrische Festigkeit bestimmen. Dieser Begriff bezieht sich auf den Wert der Spannung, die zwischen Eingangs- und Ausgangskreis auftritt. So stellen Hersteller von Optokopplern, die eine galvanische Trennung bieten, eine Reihe von Modellen mit unterschiedlichen Gehäusen vor:

• SSOP;
• Miniflat-Mine.

Je nach Gehäuseart erzeugt der Optokoppler die eine oder andere Isolationsspannung. Um Bedingungen zu schaffen, bei denen der Spannungspegel hoch genug ist, um einen Isolationsdurchschlag zu verursachen, sollte der Optokoppler so ausgelegt sein, dass die folgenden Teile ausreichend weit voneinander entfernt sind:

• und optischer Rekorder;
• Innen- und Außenseite des Gehäuses.

In einigen Fällen finden Sie Optokoppler einer speziellen Gruppe, die gemäß internationalen Sicherheitsstandards hergestellt werden. Die elektrische Festigkeit dieser Modelle ist um eine Größenordnung höher.

Ein weiterer wichtiger Parameter eines Transistor-Optokopplers wird als „Stromübertragungskoeffizient“ bezeichnet. Je nach Wert dieses Koeffizienten wird das Gerät in die eine oder andere Kategorie eingeteilt, was sich im Modellnamen widerspiegelt.

Hinsichtlich der Höhe der unteren Betriebsfrequenz von Optokopplern gibt es keine Einschränkungen: Sie funktionieren gut in einem Stromkreis mit Gleichstrom. Und die Obergrenze der Betriebsfrequenz dieser Geräte, die Signale digitalen Ursprungs übertragen, wird in Hunderten von Megahertz berechnet. Bei linearen Optokopplern ist dieser Wert auf einige zehn Megahertz begrenzt. Bei den langsamsten Designs, einschließlich einer Glühlampe, spielen Niederfrequenzfilter, die bei Frequenzen unter 10 Hz arbeiten, die typischste Rolle

Transistor-Optokoppler und das von ihm erzeugte Rauschen

Es gibt zwei Hauptgründe, warum der Betrieb eines Transistorpaares mit Rauscheffekten einhergeht:

Um den ersten Grund zu beseitigen, müssen Sie einen speziellen Bildschirm installieren. Letzteres entfällt durch eine richtig gewählte Betriebsart.

Optorelay

Ein Opto-Relais, auch Halbleiterrelais genannt, wird normalerweise zur Regelung des Betriebs eines Stromkreises mit großen Steuerströmen verwendet. Die Rolle des Steuerelements übernehmen hier üblicherweise zwei MOSFET-Transistoren mit Back-to-Back-Verbindung; diese Konfiguration gewährleistet den Betrieb unter Wechselstrombedingungen.

Abb. 3: Optorelay KR293 KP2V

Klassifizierung der Arten von Opto-Relais

Für Opto-Relais sind drei Arten von Topologien definiert:

1. Normalerweise geöffnet Es wird davon ausgegangen, dass der Steuerstromkreis nur dann geschlossen wird, wenn die Steuerspannung an die Anschlüsse der Leuchtdiode angelegt wird.
2. Normalerweise geschlossen Es wird davon ausgegangen, dass der Steuerstromkreis nur dann geöffnet wird, wenn die Steuerspannung an die Anschlüsse der Leuchtdiode angelegt wird.
3. Wechseln Die dritte Topologie umfasst eine Kombination aus normalerweise geschlossenen und normalerweise offenen Kanälen.

Ein Opto-Relais verfügt wie ein Optokoppler über eine elektrische Festigkeitseigenschaft.

Arten von Opto-Relais

• Standardmodelle;
• Modelle mit geringem Widerstand;
• Modelle mit niedrigem CxR;
• Modelle mit niedriger Vorspannung;
• Modelle mit hoher Isolationsspannung.

Anwendungsgebiete für Opto-Relais

• Modem;
• Messgerät;
• Schnittstelle zum Aktor;
• Automatische Telefonzentralen;
• Strom-, Wärme-, Gaszähler;
• Signalschalter.

Schreiben Sie Kommentare, Ergänzungen zum Artikel, vielleicht habe ich etwas verpasst. Schauen Sie doch mal vorbei, ich würde mich freuen, wenn Sie bei mir noch etwas Nützliches finden.

Optorelais 220 V/10 A Nf249

In den letzten Jahren wurden herkömmliche elektromagnetische Relais durch optoelektronische Halbleiterrelais (Op-Relais) ersetzt. Optorelays sind Hochstromschalter mit galvanischer Trennung zwischen Steuereingängen und der Last und sind für das Schalten von Lasten in Wechsel- und Gleichstromkreisen konzipiert.

Die Vorteile des Opto-Relais liegen auf der Hand. Dies sind ein geringer Steuerstrom, keine elektromagnetischen Störungen beim Schalten der Last, eine hohe Isolationsspannung und ein großer Betriebstemperaturbereich. Darüber hinaus sind sie aufgrund ihrer geringen Abmessungen und ihrer hohen Zuverlässigkeit (mittlere Zeit zwischen Ausfällen) in verschiedenen Anwendungen sehr praktisch.

Empfohlenes Set NF249 Mit dem MASTER KIT kann ein Funkamateur ein modernes, einfaches und zuverlässiges optisches Schaltgerät zusammenbauen: ein Opto-Relais.

Das Set wird auch interessant und nützlich für die Einführung in die Grundlagen der Elektronik und Halbtechnik sein.

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TECHNISCH

EIGENSCHAFTEN

OPTORRELAY

Die Gesamtansicht des Geräts ist in dargestellt Reis. 1, elektrischer Schaltplan - auf Reis. 2.

ARBEITSBESCHREIBUNG

OPTORRELAY

Der elektrische Schaltplan ist in dargestellt

Abb. 2.

Das Funktionsprinzip eines Halbleiterrelais ist wie folgt: Das Eingangssignal (Steuerstrom) wird der LED über die Diode D1 zugeführt. Die Strahlung trifft nach einer bestimmten Distanz im Relaisgehäuse (MOS3041) auf die Photodiodenmatrix (photoelektrischer Generator). Einfallende Strahlung erzeugt Photo-

EMF. Die induzierte Spannung wird der Steuerschaltung zugeführt, die wiederum das notwendige Signal zur Steuerung der Ausgangstastenstufe erzeugt, das Gate des Ausgangs-MOS-Schalters schützt und ein schnelles Ausschalten des Schalters gewährleistet. Der Leistungsschalter ist auf den Elementen C1, C2, R2, R3 und dem Triac TR1 implementiert. Der Widerstand R1 begrenzt den Strom durch die Opto-Relais-LED.

DESIGN

Konstruktiv ist das Gerät auf einer Leiterplatte aus Folienfiberglas mit den Maßen 52x38 mm aufgebaut. Die Konstruktion sieht den Einbau der Platine in das Gehäuse vor; zu diesem Zweck sind an den Rändern der Platine Befestigungslöcher für 03-mm-Schrauben vorhanden.

ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN AN DIE INSTALLATION UND MONTAGE

REKRUTIERUNG

Alle im Bausatz enthaltenen Komponenten werden im Lötverfahren auf einer Leiterplatte montiert.

Verwenden Sie keinen Lötkolben mit einer Leistung von mehr als 25 W.

Um ein Ablösen der Leiterbahnen und eine Überhitzung der Elemente zu verhindern, sollte die Lötzeit eines Kontakts 2-3 s nicht überschreiten.

MONTAGEVERFAHREN

Überprüfen Sie die Vollständigkeit des Sets anhand der Elementliste (Tabelle 1).

Tabelle 1. Liste der Elemente

Position	Name	Notiz	Menge
C1, C2	0,01 µF (500) V	Keramikkondensator
	500 Ohm	Grün, Schwarz, Braun
R2, R3	470 Ohm	Gelb, Lila, Braun
	MOS3041	Optorelay
	1N4001	Diode
	VTA12-600V	Triac
		Pin-Kontakte
		Löten mit Kanal Kolophonium	0,25 m
		Kühler
	FT188	Leiterplatte 52x38mm

Bilden Sie die Anschlüsse der Funkelemente.

Alle Teile entsprechend einbauen Reis. 3 in der folgenden Reihenfolge: zuerst Widerstände R1...R3, Diode D1, Block für das Opto-Relais, Kondensatoren C1, C2, Stiftkontakte, dann Triac TR1, nachdem er zuvor am Kühler installiert wurde.

Installieren Sie das Opto-Relais DA1 im Block. Achten Sie beim Einbau aktiver Elemente (Chip DA1, Diode D1, Triac TR1) auf deren Polarität. Waschen Sie die Platine mit Ethyl- oder Isopropylalkohol, um Flussmittelrückstände zu entfernen. Schließen Sie die Leitungen für Steuerspannung und Lastleitungen an.

EINSTELLVERFAHREN

Ein korrekt zusammengebautes Gerät erfordert keine Konfiguration. Bevor Sie es verwenden, müssen Sie jedoch mehrere Vorgänge durchführen: Überprüfen Sie, ob der DA1-Chip und die D1-Diode richtig installiert sind und ob die Steuerspannungsquelle richtig angeschlossen ist. Schließen Sie eine Last an, zum Beispiel eine 220-V-Glühlampe mit 100 W, wie in Abb. 3.

Beim Anlegen der Steuerspannung (5,15 V) sollte die Glühlampe leuchten.

ABSCHLUSS

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International Rectifier, seit 1947 Entwickler und Hersteller von Leistungselektronik, produziert eine große Auswahl an Opto-Relais für alle Arten von Anwendungen. Die beliebtesten davon lassen sich in folgende Gruppen einteilen:

• Schnelles Handeln (PVA, PVD, PVR);

• Allgemeiner Zweck (PVT);

• Niederspannungs-Mittelleistung (PVG, PVN);

• Hochspannungsleistungsstark (PVX).

PVA33: schnell wirkendes Relais
zur Signalumschaltung

AC-Relaisserie PVA33— einpolig, normalerweise offen. Entwickelt für allgemeine analoge Signalschaltzwecke.

Das Funktionsprinzip des Geräts ist wie folgt (Abb. 1). Durch die am Relaiseingang angelegte Spannung fließt Strom durch die Galliumarsenid-LED (GaAlAs), was zu einem intensiven Leuchten dieser führt. Der Lichtstrom trifft auf einen integrierten Photovoltaikgenerator (IGG), der eine Potentialdifferenz zwischen Gate und Source des Ausgangsschalters erzeugt und diesen dadurch in einen leitenden Zustand versetzt. Als Leistungsausgangsschalter werden Leistungs-MOSFET-Transistoren (HEXFET – patentierte IR-Technologie) verwendet. Dadurch wird eine vollständige galvanische Trennung der Eingangskreise von den Ausgangskreisen erreicht.

Reis. 1.

Die Vorteile einer solchen Lösung im Vergleich zu herkömmlichen elektromechanischen und Reed-Relais liegen in einer deutlichen Erhöhung der Lebensdauer und Geschwindigkeit, einer Reduzierung der Leistungsverluste und einer Minimierung der Größe. Diese Vorteile verbessern die Qualität von Produkten, die für eine Vielzahl von Anwendungen entwickelt wurden, wie z. B. Signalmultiplexing, automatisierte Testgeräte, Datenerfassungssysteme und andere.

Der Spannungspegel, den die Relais dieser Serie schalten können, liegt im Bereich von 0 bis 300 V (Amplitudenwert) sowohl bei Wechsel- als auch bei Gleichstrom. In diesem Fall wird der Mindestpegel (bei konstantem Strom) durch den Widerstand des Kanals der Ausgangstransistoren bestimmt, der im Durchschnitt etwa 1 Ohm beträgt (maximal bis zu 20 Ohm).

Die dynamischen Eigenschaften des Geräts werden durch die Ein-Aus-Zeit bestimmt, die etwa 100 μs beträgt. Somit kann die garantierte Schaltfrequenz des Relais 500 Hz oder mehr erreichen.

Die maximale Frequenz des geschalteten Signals hängt hauptsächlich von den Frequenzeigenschaften der verwendeten Transistoren ab und erreicht bei MOS-Schaltern Hunderte von Kilohertz. Die Relais werden in 8-poligen DIP-Gehäusen geliefert und sind in zwei Versionen erhältlich: Durchsteckmontage und Oberflächenmontage.

PVT312: Telekommunikationsrelais
allgemeiner Zweck

Fotoelektrisches Relais PVT312, einpolig, normalerweise offen, kann sowohl für Gleich- als auch für Wechselstrom verwendet werden.

Dieses Halbleiterrelais ist speziell für den Einsatz in Telekommunikationssystemen konzipiert. Relaisserie PVT312L(mit dem Zusatz „L“) verfügen über eine aktive Strombegrenzungsschaltung, die es ihnen ermöglicht, vorübergehenden Stromstößen standzuhalten. PVT312 ist in einem 6-Pin-DIP-Gehäuse erhältlich.

Anwendungen: Telekommunikationsschlüssel, Auslöser, allgemeine Schaltkreise.

Es gibt drei Arten von Verbindungsplänen (Abb. 2). Im ersten Fall werden zwei Chipschlüssel in Reihe geschaltet. Aufgrund der Symmetrie ermöglicht dies, dass die resultierende Schaltung Wechselspannung schaltet. Diese Art von Schaltung wird als Typ „A“-Verbindung bezeichnet. Typ „B“ unterscheidet sich dadurch, dass nur einer der beiden Chipschlüssel verwendet wird. Damit lässt sich zwar ein größerer, aber nur Gleichstrom schalten. Bei der dritten Variante (Typ „C“) werden die Tasten parallel geschaltet und dadurch der maximal mögliche Stromwert erhöht.

Reis. 2.

PVG612: Niederspannungs-Mittelspannungsrelais
Strom für Wechselstrom

Serie fotoelektrischer Relais PVG612 - Unipolare, normalerweise offene Halbleiterrelais. Die kompakten Geräte der PVG612-Serie dienen zum isolierten Schalten von Strömen bis 1 A mit Spannungen von 12 bis 48 V AC oder DC.

Relais dieses Typs sind insofern interessant, als sie in der Lage sind, relativ große (für diesen Gerätetyp) Wechselströme zu schalten und dabei die Betriebsgeschwindigkeit beizubehalten, die Lösungen auf Basis von MOS-Transistoren innewohnt.

PVDZ172N: Niederspannungsmedium
Strom für Gleichstrom

Relais dieser Serie (Abb. 3) sind im Gegensatz zu den oben beschriebenen nur zum Schalten von Strömen konstanter Polarität mit einer Leistung bis 1,5 A und einer Spannung bis 60 V ausgelegt. Diese Relais werden beispielsweise in der Steuerung eingesetzt Beleuchtungsgeräte, Motoren, Heizelemente usw. .d.

Reis. 3.

PVDZ172N Erhältlich im einpoligen Schließer-Design in 8-poligen DIP-Gehäusen.

Weitere Einsatzmöglichkeiten: Audiogeräte, Netzteile, Computer und Peripheriegeräte.

PVX6012: für schwere Lasten

Für große Niederfrequenzlasten bietet IR fotoelektrische Relais an PVX6012(Abb. 4) (einpolig, normalerweise offen). Das Gerät verwendet einen Ausgangsschalter auf Basis eines Bipolartransistors mit isoliertem Gate (IGBT), der es ermöglicht, einen geringen Spannungsabfall im eingeschalteten Zustand und geringe Verlustströme im geschlossenen Zustand bei einer relativ hohen Betriebsgeschwindigkeit (7 ms ein / 1 ms aus).

Reis. 4.

Der PVX6012 ist in einem 14-Pin-DIP-Gehäuse erhältlich, das interessanterweise nur vier Pins verwendet – diese Lösung ermöglicht eine bessere Kühlung des Geräts.

Zu den Hauptanwendungen gehören: Prüfgeräte; industrielle Steuerung und Automatisierung; Austausch elektromechanischer Relais; Austausch von Quecksilberrelais.

PVI: Fotoisolator für den Außenbereich
Hochleistungstasten

Geräte dieser Serie sind keine Relais im eigentlichen Sinne. Das heißt, sie sind nicht in der Lage, große Energieströme mit Hilfe kleinerer Energieströme umzuwandeln. Sie sorgen lediglich für eine galvanische Trennung des Eingangs vom Ausgang, daher ihr Name – fotoelektrischer Isolator (Abb. 5).

Reis. 5.

Warum ist eine solche „Unterverlässlichkeit“ notwendig? Tatsache ist, dass die Geräte der PVI-Serie beim Empfang eines Eingangssignals eine galvanisch isolierte Gleichspannung erzeugen, die ausreicht, um die Gates von Hochleistungs-MOSFETs und IGBTs direkt anzusteuern. Tatsächlich handelt es sich um ein Opto-Relais, jedoch ohne Ausgangsschalter, für den der Entwickler einen separaten, seiner Leistung entsprechenden Transistor verwenden kann.

PVIs sind ideal für Anwendungen, die Hochstrom- und/oder Hochspannungsschaltungen mit optischer Isolierung zwischen Steuerschaltkreisen und Hochleistungslastkreisen erfordern.

Darüber hinaus der Serienisolator PVI1050N enthält zwei gleichzeitig gesteuerte Ausgänge, wodurch es möglich ist, diese in Reihe oder parallel zu schalten, um einen höheren Steuerstrom (MOC) oder eine höhere Steuerspannung (IGT) bereitzustellen. Somit kann man bei Reihenschaltung tatsächlich ein Ausgangssignal von 10 V/5 μA und bei Parallelschaltung von 5 V/10 μA erhalten.

Die beiden Ausgänge des PVI1050N können separat verwendet werden, sofern die Potenzialdifferenz zwischen den Ausgängen 1200 VDC nicht überschreitet. Die Eingangs-Ausgangs-Isolierung beträgt 2500 VDC.

Geräte dieser Serie werden in 8-Pin-DIP-Gehäusen hergestellt und dienen zur Organisation der Steuerung leistungsstarker Lasten, Spannungswandler usw.

PVR13: Doppeltes Schnellschaltrelais

Das Hauptmerkmal dieser Serie ist das Vorhandensein von zwei unabhängigen Relais in einem Gehäuse (Abb. 6), die jeweils als Typ „A“, „B“ oder „C“ angeschlossen werden können (zur Erläuterung der Typen siehe siehe oben in der Beschreibung von PVT312). Maximale Schaltspannung 100 V (DC/AC), Strom 300 mA. Ansonsten kommt dieses Relais in Umfang und Eigenschaften dem PVA33 nahe und ist auch zum Schalten analoger Signale mittlerer Frequenz (bis zu Hunderten von Kilohertz) vorgesehen.

Reis. 6.

Erhältlich in 16-poligen DIP-Gehäusen mit Stiften für die Durchsteckmontage.

Die Hauptmerkmale optoelektronischer IR-Relais sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1. Parameter optoelektronischer IR-Relais

Eigenschaften	PVA33	PVT312	PVG612N	PVDZ172N	PVX6012
Eingabemerkmale
Minimaler Steuerstrom, mA	1…2	2	10	10	5
Max. Steuerstrom für den geschlossenen Zustand, mA	0,01	0,4	0,4	0,4	0,4
Steuerstrombereich (Strombegrenzung erforderlich!), mA	5…25	2…25	5…25	5…25	5…25
Maximale Sperrspannung, V	6	6	6	6	6
Ausgabeeigenschaften
Betriebsspannungsbereich, V	0…300	0…250	0…60	0…60 (konstant)	280 (AC)/400 (DC)
Maximaler Dauerlaststrom bei 40°C, A	0,15	-	-	1,5	1
Eine Verbindung. (Beitrag oder Variable)	-	0,19	1	-	-
In Verbindung (schnell.)	-	0,21	1,5	-	-
Mit Anschluss (schnell.)	-	0,32	2	-	-
Maximaler Impulsstrom, A	-	-	2,4	4	keine Wiederholung. 5 A (1 Sek.)
Widerstand im offenen Zustand, nicht mehr, Ohm	24	-	-	0,25	-
Eine Verbindung.	-	10	0,5	-	-
In Verbindung	-	5,5	0,25	-	-
Mit Anschluss	-	3	0,15	-	-
Widerstand im geschlossenen Zustand, nicht kleiner, MOhm	10000	-	100	100	-
Einschaltzeit, nicht mehr. MS	0,1	3	2	2	7
Abschaltzeit, nicht mehr, ms	0,11	0,5	0,5	0,5	1
Ausgangskapazität, nicht mehr, pF	6	50	130	150	50
Spannungsanstiegsrate, nicht weniger, V/µs	1000	-	-	-	-
Andere
Spannungsfestigkeit der Isolierung „Eingang-Ausgang“, V (SCR)	4000	4000	4000	4000	3750
Isolationswiderstand, Eingang-Ausgang, 90 V DC, Ohm	1012	1012	1012	1012	1012
Eingangs-Ausgangskapazität, pF	1	1	1	1	1
Maximale Kontaktlöttemperatur, °C	260	260	260	260	260
Betriebstemperatur, °C	-40…85	-40…85	-40…85	-40…85	-40…85
Lagertemperatur, °C	-40…100	-40…100	-40…100	-40…100	-40…100

Anwendung optoelektronischer Relais IR

Kontroll systeme. Eines der dringendsten Probleme bei ACS-Schnittstellen ist die Organisation der Kommunikation zwischen Steuer- und Schaltkreisen und die Gewährleistung einer zuverlässigen galvanischen Trennung. Das heißt, es ist notwendig, die Übertragung von Informationen (zum Beispiel eines Signals an einen Aktor) ohne elektrischen Kontakt zu organisieren. Eines der ersten Geräte dieser Art waren elektromechanische Relais, bei denen die Informationsübertragung über ein Magnetfeld erfolgte. Das Vorhandensein mechanischer Teile führte jedoch zu Funkenbildung bei den Kontakten und einer geringen Leistung solcher Systeme.

Die Verwendung der Signalübertragung durch einen Lichtfluss (optoelektronische Relais) in automatisierten Steuerungssystemschnittstellen (Abb. 7) im Vergleich zu elektromechanischen Schaltern sorgt für eine höhere Zuverlässigkeit, Schaltgeschwindigkeit, Haltbarkeit und bessere Gewichts- und Größenindikatoren; und der Vorteil gegenüber elektronischen Schaltern ist das Fehlen eines gemeinsamen Punktes und die gegenseitige Beeinflussung der Stromkreise beim Schalten.

Reis. 7.

Das Vorhandensein einer galvanischen Trennung im Steuerungssystem ist eine der wichtigen Eigenschaften des Schalters, denn ermöglicht die Erstellung separater Kontrollflüsse, was wiederum die elektrische Unabhängigkeit der Informations- und Ausführungszonen des Systems gewährleistet. Die optische galvanische Trennung isoliert mikroelektronische Steuergeräte von Hochstrom- und Hochspannungskreisen peripherer Ausführungsgeräte, was zu einer erhöhten Störfestigkeit, Lebensdauer und einem geringeren Preis solcher Geräte führt.

Reis. 8.

Eine weitere notwendige Funktion in Messgeräten ist die Umschaltung der Betriebsarten (Messbereich, Verstärkung, Anschlussart etc.), die bisher mechanisch durchgeführt wurde. Um beispielsweise die Spannung zu messen, wird ein Voltmeter parallel an den Stromkreis angeschlossen, während für die Strommessung die Messgeräte in Reihe an den Stromkreis angeschlossen werden müssen. Bei einigen Instrumenten war es zur Implementierung eines solchen Schalters erforderlich, einen anderen Eingang zu verwenden, der die Messleitung mechanisch umschaltet. Dies ist recht unpraktisch, wenn sich der gemessene Parameter häufig ändert. Daher kann der Einsatz optoelektronischer Relais dieses Problem effektiv lösen und den Bedienkomfort des Geräts erheblich erhöhen.

Andererseits ist in Datenerfassungssystemen die Notwendigkeit des Einsatzes von Opto-Relais häufig auf die hohe Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der empfindlichen Eingangskreise der Messgeräte (Analog-Digital- und Frequenzwandler) zurückzuführen. Ein solcher unerwünschter Effekt kann beispielsweise durch die große Länge der Leiter vom Primärwandler zum Messelement entstehen, die zur Induktion elektrostatischer Störungen beiträgt. Darüber hinaus können sowohl transiente Prozesse beim Ein-/Ausschalten des Geräts als auch Fehler bei seiner Verwendung, beispielsweise das Vorhandensein eines Eingangssignals mit großer Amplitude während eines Stromausfalls, erhebliche Auswirkungen haben.

All diese Faktoren führen dazu, dass eine galvanische Trennung erforderlich ist. Ein Beispiel ist das Relais der PVT312L-Serie mit integrierter aktiver Rippelstromunterdrückungsschaltung, das effektiv in Geräten eingesetzt werden kann, die mit langen Leitern verbunden sind oder unter schwierigen elektromagnetischen Bedingungen arbeiten (kabelgebundene Umweltüberwachungssysteme von Unternehmen, industrielle Messumformer).

Telekommunikation. Auch der Einsatz von Opto-Relais im Kommunikationsbereich ist ein vielversprechendes Gebiet. Es gibt mehrere einzigartige Funktionen, die mithilfe der Vorteile eines Opto-Relais effektiv implementiert werden können. Dazu gehört die galvanische Trennung zwischen dem Modem und der Telefonleitung, um Schäden durch elektrostatische Entladungen (einschließlich Blitzentladungen) zu verhindern. Implementierung spezifischer Funktionen von Telefonanlagen (Impuls- und Tonwahl, Anschluss und Feststellung des Leitungsstatus) usw.

Abschluss

In den letzten Jahren ist ein Trend zu einem stetig steigenden Bedarf an optoelektronischen Relais von IR zu verzeichnen. Die Hauptverbraucher von Halbleiterrelais sind die Industriegiganten unseres Landes – Instrumentenbau- und Transportunternehmen, große Staatskonzerne Rostelecom, Rosatom, Russische Eisenbahnen. Hersteller schätzen den Komfort und die hohe technische Leistungsfähigkeit von IR-Relais für industrielle Anwendungen.

Andererseits steigen die Anforderungen an die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte aus der Militär- und Luft- und Raumfahrtindustrie stetig. Das Problem ist sehr relevant und erfordert spezifische technische Lösungen, die Geräteausfälle während des Betriebs reduzieren. Keiner der Experten bezweifelt, dass Halbleiterrelais die Zuverlässigkeit von Spezialgeräten erhöhen können.

Halbleiterrelais (SSR).) oder in der bürgerlichen Version Halbleiterrelais (SSR)- Dies ist ein spezieller Relaistyp, der die gleichen Funktionen wie ein elektromagnetisches Relais erfüllt, nEs verfügt über eine weitere Füllung, bestehend aus Halbleiter-Radioelementen, die Leistungsschalter auf Basis von Thyristoren, Triacs oder leistungsstarken Transistoren enthalten.

Arten von TTP

TTPs können unterschiedlich aussehen. Unten auf dem Foto sind Schwachstromrelais zu sehen

Solche Relais werden in Leiterplatten eingesetzt und sind zum Schalten (Schalten) von niedrigen Strömen und Spannungen ausgelegt.

Auf dem TTR werden auch fertige Ein-Ausgabe-Module aufgebaut, die in der industriellen Automatisierung zum Einsatz kommen.

Und so sehen Relais aus, die in der Leistungselektronik eingesetzt werden, also in Elektroniken, die große Ströme schalten. Solche Relais werden in der Industrie in Steuereinheiten von CNC-Maschinen und anderen Industrieanlagen eingesetzt

Links ist ein einphasiges Relais, rechts ein dreiphasiges.

Wenn durch die geschalteten Kontakte der Leistungsrelais ausreichend Strom fließt, wird das Relaisgehäuse sehr heiß. Um eine Überhitzung und einen Ausfall der Relais zu verhindern, werden sie daher auf Heizkörpern platziert, die die Wärme an den umgebenden Raum abgeben.

TSR nach Kontrolltyp

SSRs können gesteuert werden mit:

1) Gleichstrom. Der Spannungsbereich reicht von 3 bis 32 Volt.

2) Wechselstrom. Der Wechselstrombereich reicht von 90 bis 250 Volt. Das heißt, solche Relais können mit einer Netzspannung von 220 V sicher angesteuert werden.

3) Verwendung eines variablen Widerstands. Der Wert des variablen Widerstands kann im Bereich von 400 bis 600 Kiloohm liegen.

TSR nach Schalttyp

Mit Nulldurchgangsschaltung

Schauen Sie sich das Diagramm genau an

Solche Halbleiterrelais schalten am Ausgang Wechselstrom. Wie Sie hier sehen können, erfolgt das Schalten am Ausgang nicht sofort, wenn wir an den Eingang eines solchen Relais eine konstante Spannung anlegen, sondern erst, wenn der Wechselstrom Null erreicht. Das Herunterfahren erfolgt auf ähnliche Weise.

Warum wird das gemacht? Um den Einfluss von Störungen auf die Lasten zu reduzieren und den Impulsstromstoß zu reduzieren, der zum Ausfall der Last führen kann, insbesondere wenn es sich bei der Last um eine Schaltung auf Basis von Halbleiterfunkelementen handelt.

Das Anschlussdiagramm und der interne Aufbau eines solchen SSR sehen in etwa so aus:

DC-Steuerung

AC-Steuerung

Sofort an

Hier ist alles viel einfacher. So ein Relais beginnt sofort, die Last zu schalten wenn Steuerspannung darauf erscheint. Das Diagramm zeigt, dass die Ausgangsspannung sofort erschien, sobald wir die Steuerspannung an den Eingang angelegt haben. Wenn wir die Steuerspannung bereits entfernen, schaltet das Relais auf die gleiche Weise aus wie das SSR mit Nulldurchgangssteuerung.

Was ist der Nachteil dieses TTP? Beim Anlegen einer Steuerspannung am Eingang kann es am Ausgang zu Stromstößen und damit zu elektromagnetischen Störungen kommen. Daher wird dieser Relaistyp nicht für den Einsatz in funkelektronischen Geräten mit Datenübertragungsbussen empfohlen, da in diesem Fall Störungen die Übertragung von Informationssignalen erheblich beeinträchtigen können.

Der interne Aufbau des SSR und das Lastanschlussdiagramm sehen in etwa so aus:

Phasengesteuertes SSR

Hier ist alles viel einfacher. Durch die Änderung des Widerstandswertes verändern wir dadurch die Leistung an der Last.

Ein ungefährer Anschlussplan sieht so aus:

Betrieb eines Halbleiterrelais

Zu Besuch bei uns ist die TTR-Firma FOTEK:

Schauen wir uns die Notation an. Hier ist ein kleines Hinweisschild für diese Art von Relais

Werfen wir noch einmal einen Blick auf unser TTP

SSR- Damit ist ein einphasiges Halbleiterrelais gemeint.

40 - Dies ist die maximale Stromstärke, für die es ausgelegt ist. Sie wird in Ampere gemessen und beträgt in diesem Fall 40 Ampere.

D– Art des Steuersignals. Aus der Bedeutung von Gleichstrom – was bürgerlich ist – Gleichstrom. Die Verwaltung ist im Gange dauerhaft Strom von 3 bis 32 Volt. Dieser Bereich reicht für den eifrigsten Entwickler elektronischer Geräte aus. Für diejenigen, die besonders langsam sind, steht dort sogar „Input“ und zeigt den Bereich und die Phasenlage der Spannung an. Wie Sie sehen, verwenden wir „Plus“ für Kontakt Nr. 3 und „Minus“ für Kontakt Nr. 4.

A– Art der geschalteten Spannung. Alternativstrom - Wechselstrom. In diesem Fall bleiben wir bei den Schlussfolgerungen Nr. 1 und Nr. 2. Wir können den Bereich von 24 auf 380 Volt umstellen Variable Stromspannung.

Für das Experiment benötigen wir eine 220-Volt-Glühlampe und einen einfachen Stecker mit Kabel. Wir verbinden die Lampe nur an einer Stelle mit dem Kabel:

Wir stecken unser Halbleiterrelais in die Lücke

Wir stecken den Stecker in die Steckdose und...

Nein... er will nicht... Irgendetwas fehlt...

Steuerspannung nicht ausreichend! Wir geben vom Netzteil eine Spannung von 3 bis 32 Volt Gleichspannung aus. In diesem Fall habe ich 5 Volt genommen. Ich bewerbe mich um Kontrollkontakte und...

Oh Wunder! Das Licht ging an! Das bedeutet, dass Kontakt Nr. 1 mit Kontakt Nr. 2 geschlossen ist. Die LED am Gehäuse des Relais selbst zeigt uns auch an, dass das Relais ausgelöst ist.

Ich frage mich, wie viel Strom die Relaissteuerkontakte verbrauchen? Wir haben also 5 Volt am Block.

Und es stellte sich heraus, dass der Strom 11,7 Milliampere betrug! Zumindest kannst du es kontrollieren!

Vor- und Nachteile von Halbleiterrelais

Profis

• Schaltkreise ohne elektromagnetische Störungen ein- und ausschalten
• Hochleistung
• Abwesenheit von Lärm und Kontaktprellen
• Lange Betriebsdauer (über eine MILLIARDE Operationen)
• Möglichkeit des Arbeitens in explosionsgefährdeten Umgebungen, da keine Lichtbogenentladung auftritt
• geringer Stromverbrauch (95 % (!) weniger als herkömmliche Relais)
• zuverlässige Trennung zwischen Eingangs- und Schaltkreisen
• Kompakte, abgedichtete Bauweise, resistent gegen Vibrationen und Stoßbelastungen
• geringe Größe und gute Wärmeableitung (wenn Sie natürlich Wärmeleitpaste und einen guten Kühlkörper verwenden)

Nachteile:

• Hohe Kosten

Wo kann man ein Halbleiterrelais kaufen?

Bei Ali finden Sie immer alle Arten von Halbleiterrelais Das Verknüpfung.

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