Quelle est la structure d'un relais à semi-conducteurs

Quelle est la structure d'un relais à semi-conducteurs

Les relais statiques sont des dispositifs actifs à quatre bornes , deux des quatre bornes sont des bornes de commande d'entrée et les deux autres bornes sont des bornes de commande de sortie. Bien que les types et les spécifications des commutateurs SSR soient nombreuses, leurs structures sont similaires et se composent principalement de trois parties (comme illustré à la figure 2.1): Circuit d'entrée (circuit de contrôle), circuit de commande et circuit de sortie (circuit contrôlé).

Circuit d'entrée:

Le circuit d'entrée du relais à semi-conducteurs, également appelé circuit de contrôle, fournit une boucle pour le signal de contrôle d'entrée, le signal de contrôle servant alors de source de déclenchement pour le relais à semi-conducteurs. Selon les différents types de tension d'entrée, le circuit d'entrée peut être divisé en trois types: circuit d'entrée CC, circuit d'entrée CA et circuit d'entrée CA / CC.

Le circuit d'entrée CC peut être divisé en un circuit d' entrée résistif et un circuit d' entrée à courant constant .

  1) Le circuit d'entrée résistif, dont le courant d'entrée augmente linéairement avec l'augmentation de la tension d'entrée, et inversement. Si le signal de commande a une tension de commande fixe, le circuit d'entrée de la résistance doit être sélectionné.

  2) Le circuit d'entrée à courant constant. Lorsque la tension d'entrée du circuit d'entrée à courant constant atteint une certaine valeur, le courant n'augmentera plus évidemment à mesure que la tension augmente. Cette fonction permet l’utilisation d’un relais à semi-conducteurs à courant constant sur une plage de tension d’entrée assez large. Par exemple, lorsque la plage de variation de tension du signal de commande est un peu grande (par exemple, 3 ~ 32V), le relais à semi-conducteurs DC avec circuit d'entrée à courant constant sera recommandé pour garantir le fonctionnement fiable du relais à semi-conducteurs DC toute la plage de tension d'entrée.

Certains de ces circuits de commande d’entrée ont des fonctions de commande logique positive et négative, d’inversion et autres, ainsi que la compatibilité des circuits logiques. Ainsi, les relais à semi-conducteurs peuvent être facilement connectés à des circuits TTL(circuits logiques transistor-transistor), des circuits CMOS (circuits semi-conducteurs à oxyde de métal complémentaire), des circuits DTL (circuits logiques diode-transistor) et à HTLcircuits (circuits à seuil haut). À l'heure actuelle, DTL a été progressivement remplacé par TTL et HTL a été remplacé par CMOS. Et si le signal à largeur d'impulsion modulé (PWM) est utilisé comme signal d'entrée, la fréquence de commutation ON / OFF de l'alimentation en charge CA doit être inférieure à 10 Hz, ou le taux de commutation de sortie du circuit de sortie du SSR CA ne peut pas être conservé avec ça.

Circuit d'entraînement:

Le circuit de pilotage du relais à semi-conducteurs comprend trois parties: circuit de couplage d'isolement, circuit de fonction et circuit de déclenchement. Cependant, en fonction des besoins réels en relais à semi-conducteurs, seules une / deux de ces pièces peuvent être incluses.

1. Circuit de couplage isolé:

Les méthodes d' isolation et de couplage des circuits d' E / S (circuit d'entrée / sortie) des relais à semi-conducteurs utilisent actuellement deux voies, les circuits optocoupleurs et les circuits transformateurs haute fréquence.

  1) L'optocoupleur (également appelé photocoupleur, coupleur optique, opto-isolateur ou isolateur optique) est emballé de manière opaque avec une DEL infrarouge (diode électroluminescente) et un capteur optique permettant une commande isolée entre le "côté contrôle" et le "côté charge". , car il n’ya pas de connexion électrique ou physique entre "l’émetteur de lumière" et le "capteur de lumière" sauf le faisceau. Les types de combinaisons "source-capteur" comprennent normalement: "phototransistor à LED" (coupleur phototransistor), "triac à LED" (coupleur phototriac) et "réseau de photodiodes à LED" (la pile de photodiodes est utilisée pour entraîner une paire MOSFET ou un IGBT).

  2) Le circuit de couplage de transformateur haute fréquence utilise un transformateur haute fréquence pour convertir le signal de commande à l'entrée en signal de commande à la sortie. Le processus de détail est le suivant: le signal de commande d'entrée produit un signal haute fréquence auto-oscillant qui sera transmis au secondaire du transformateur par le noyau du transformateur . Après traitement par le circuit de détection / redressement et le circuit logique, le signal finira par devenir le signal de commande pour commander le circuit de déclenchement.

2. Circuit fonctionnel:

Le circuit fonctionnel peut comprendre divers circuits fonctionnels, tels que le circuit de détection, le circuit redresseur, le circuit de passage à zéro , le circuit d'accélération, circuit de protection , le circuit d'affichage , etc.

3. Circuit de déclenchement:

Le circuit de déclenchement est utilisé pour fournir un signal de déclenchement au circuit de sortie.

Circuit de sortie:

Le circuit de sortie du relais à semi-conducteurs est contrôlé par un signal de déclenchement pour permettre la commutation tout ou rien des alimentations de la charge.

Le circuit de sortie est principalement composé d’un composant de sortie (puce) et d’une boucle d’absorption (qui agit comme un suppresseur de transitoires), et comprend parfois un circuit de retour. Jusqu'à présent, le composant de sortie des relais à semi-conducteurs comprenait principalement: un  transistor à jonction bipolaire ( transistor bipolaire ou BJT, divisé en deux types, PNP et NPN), un thyristor (redresseur commandé par silicium ou SCR), un triac (triode bidirectionnelle, bi-directionnel thyristor bidirectionnel redresseur contrôlé ou BCR), métal-oxyde-semi-conducteur à effet de champ transistor (MOSFET), Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), le transistor MOSFET en carbure de silicium (SIC MOSFET, une sorte de large bande interdite transistor avec la température de jonction de fonctionnement la plus élevée de qualité industrielle de 200 ° C, une faible consommation d'énergie et une taille compacte), etc.

Le circuit de sortie du relais à semi-conducteurs peut être divisé en trois types: circuit de sortie CC, circuit de sortie CA et circuit de sortie CA / CC. Le circuit de sortie CC utilise généralement un composant bipolaire (tel qu'un IGBT ou un MOSFET) et le circuit de sortie CA utilise généralement deux thyristors ou un Triac comme composant de sortie.