¿Cuál es el principio de funcionamiento de los relés de estado sólido?(2)

¿Cuál es el principio de funcionamiento de los relés de estado sólido?(2)

2. La función de cada componente:

La siguiente figura muestra los diagramas esquemáticos internos del disparador de cruce por cero tipo AC-SSR (Figura 6.3)

R1 es una resistencia limitadora de corriente que limita la corriente de la señal de entrada y asegura que el optoacoplador no esté dañado. El LED se usa para mostrar el estado de entrada de la señal de control de entrada. El diodo  VD1 se usa para evitar que el optoacoplador se dañe cuando se invierten los polos positivo y negativo de la señal de entrada. El optoacoplador OPT aísla eléctricamente los circuitos de entrada y salida. El triodo M1 actúa como un inversor y constituye el circuito de detección de cruce por cero con el tiristor SCRal mismo tiempo, y el estado operativo del tiristor SCR está determinado por el transistor de detección de voltaje alterno M1. VD2 ~ VD4 forman el puente rectificador de onda completa (o puente de diodos de onda completa) UR . Se puede obtener un pulso de activación bidireccional para encender el BCR triac a partir de SCR y UR. R6 es una resistencia de derivación utilizada para proteger el BCR. R7 y C1 forman una red de absorción de sobretensión para absorber el voltaje de pico o la corriente de sobretensión en la red eléctrica para evitar descargas o interferencias al circuito de conmutación. RTes un termistor que actúa como un protector de sobrecalentamiento para evitar que los relés de estado sólido se dañen debido a temperaturas excesivas. VDR es un varistor que actúa como un dispositivo limitador de voltaje que sujeta el voltaje y absorbe el exceso de corriente para proteger el relé de estado sólido cuando el circuito de salida es de sobrevoltaje.

3. El proceso de trabajo:

El relé de estado sólido de cruce por cero de CA tiene las características de encenderse cuando el voltaje cruza a cero y apagarse cuando la corriente de carga cruza a cero.

Cuando el OPT del optoacoplador se apaga (es decir, el terminal de control del OPT no tiene señal de entrada), M1 se satura y se enciende al obtener la corriente base de R2 y, como resultado, el voltaje de disparo de la puerta (UGT) del El tiristor SCR se sujeta a un bajo potencial y se apaga. En consecuencia, el triac BCR está en el estado apagado porque no hay pulso de activación en el terminal de control de puerta R6. 
Cuando se aplica una señal de control de entrada en el terminal de entrada del relé de estado sólido, se activa el fototransistor OPT (es decir, el terminal de control del OPT tiene una señal de entrada). Después de que el voltaje de la red eléctrica se divide por R2 y R3, si el voltaje en el punto A es mayor que el voltaje de cruce por cero de M1 (es decir, VA> VBE1), M1 estará en el estado de conducción saturado, y los tiristores SCR y BCR estarán en estado apagado. Si el voltaje en el punto A es menor que el voltaje de cruce por cero de M1 (es decir, VA <VBE1), M1 estará en el estado de corte, y el SCR se activará para conducir, y luego el impulso de disparo de "R5 → UR → SCR → UR → R6 "(o la dirección opuesta) se obtiene en el polo de control del BCR para activar el BCR, y finalmente la carga se conectará a la red eléctrica de CA.
A través del proceso anterior, se puede entender que M1 se utiliza como un detector de voltaje de CA para encender el relé de estado sólido cuando el voltaje de carga cruza a cero y apagar el relé de estado sólido cuando la corriente de carga cruza a cero. Y debido a la función del detector de cruce por cero, el impacto del circuito de carga en la carga se reduce correspondientemente, y la interferencia de radiofrecuencia generada en el bucle de control también se reduce considerablemente.

4. La definición de cruce por cero:

Aquí debe explicarse qué es el cruce por cero. En la corriente alterna, el cruce por cero es el punto instantáneo en el que no hay voltaje presente, es decir, la unión entre el semiciclo positivo y el semiciclo negativo de la forma de onda de CA. En cada ciclo de corriente alterna, generalmente habrá dos cruces por cero. Y si la red eléctrica cambia en el punto instantáneo de cruce por cero, no se generará interferencia eléctrica. El relé de estado sólido de CA (equipado con un circuito de control de cruce por cero) estará en estado ENCENDIDO cuando el terminal de entrada esté conectado a la señal de control y el voltaje de CA de salida cruce cero; por el contrario, cuando la señal de control se apaga, el SSR estará en estado APAGADO hasta el próximo cruce por cero.
Además, debe señalarse que el cruce por cero del relé de estado sólido en realidad no significa cero voltios de la forma de onda del voltaje de la fuente de alimentación. La figura 6.5 es una sección de la onda sinusoidal de voltaje de CA. Según las características del componente de conmutación de CA, el voltaje de CA de la figura se divide en tres regiones que corresponden a tres estados del circuito de salida del SSR. Y U1 y U2 representan respectivamente el voltaje de umbral y el voltaje de saturación del componente de conmutación.

  1) Región Ⅰ es la Región muerta ( Región de corte, Región de corte o Región de apagado), con un valor absoluto de rango de voltaje de 0 ~ U1. Y en esta zona, el interruptor SSR no se puede encender, incluso si se agrega una señal de entrada.

  2) La Región Ⅱ es la Región de respuesta ( Región activa, Región de corte, Región de corte o Región de encendido) con un valor absoluto de rango de voltaje de U1 ~ U2. En esta zona, el SSR se enciende inmediatamente, tan pronto como se agrega la señal de entrada, y el voltaje de salida aumenta a medida que aumenta el voltaje de suministro.

  3) La Región Ⅲ es la Región de Supresión ( Región de Saturación) con un valor absoluto de rango de voltaje mayor que U2. En esta región, el elemento de conmutación (tiristor) está en estado saturado. Y el voltaje de salida del relé de estado sólido ya no aumentará con el aumento del voltaje de la fuente de alimentación, pero la corriente aumenta al aumentar el voltaje, lo que puede considerarse como un estado interno de cortocircuito del circuito de salida del estado sólido relé, es decir, el relé de estado sólido está en estado de encendido como un interruptor electrónico.

La figura 6.6 muestra la forma de onda de E / S del relé de estado sólido de cruce por cero. Y debido a la naturaleza del tiristor, el relé de estado sólido estará encendido después de que el voltaje de los terminales de salida alcance el voltaje umbral (o el voltaje de disparo del circuito de disparo). Luego, el relé de estado sólido estará en el estado de encendido real después de alcanzar el voltaje de saturación y, al mismo tiempo, generará una caída de voltaje en estado muy bajo . Si la señal de entrada se apaga, el relé de estado sólido se apagará cuando la corriente de carga caiga por debajo de la corriente de retención del tiristor o el siguiente punto de conmutación de CA (es decir, la primera vez que la corriente de carga pasa a cero después de que se apaga el relé SSR )