Polprevodniški releji
Vloga zanesljivih stikal v sodobnih sistemih avtomatizacije je zelo pomembna. Na sodobnih tehnoloških področjih, kot so komunikacijski sistemi, zabavna in avtomobilska elektronika ali industrijska avtomatizacija, je povsod postopen, a jasen prehod od znanih preklopnih shem k običajnim. elektromagnetni releji in premikanje kontaktnih zaganjalnikov na bolj zanesljiva stikalna orodja, kot so polprevodniški releji.
Polprevodniki po pravici nadomeščajo mehanske preklopne in krmilne naprave tudi v tokokrogih z močnimi tokovnimi obremenitvami, saj proces izboljševanja polprevodnikov vsako leto razveseljuje z vedno višjimi lastnostmi močnostnih stikal.
Polprevodniški rele vsebuje v svoji zasnovi močna močnostna stikala, ki uspešno nadomestijo kontakte tradicionalnih elektromagnetnih relejev, zaganjalnikov in kontaktorjev. Ti napredni polprevodniški releji lahko preklapljajo obremenitve do 250 amperov, hkrati pa so bolj zanesljivi.
Galvanska izolacija krmilnega in izvršilnega tokokroga ne zahteva dodatnih izolacijskih ukrepov za tak rele. Polprevodniški releji služijo kot vmesnik, kjer so nizkonapetostna krmilna vezja in visokonapetostna napajalna vezja izolirana drug od drugega. Struktura polprevodniških relejev različnih proizvajalcev je relativno podobna in vsi releji te vrste imajo le zelo majhne razlike.
Vhodno vezje takega polprevodniškega releja je lahko sestavljeno iz upora v seriji z optičnim spojnikom ali pa je bolj zapleteno. Funkcija vhodnega vezja je sprejem krmilnega signala za naknadno preklapljanje.
Nižje je vezje optična izolacija, ki zagotavlja izolacijo med vhodnimi, vmesnimi in izhodnimi vezji polprevodniškega releja. Vhodni signal obdela sprožilno vezje, ki nadzoruje preklop izhoda polprevodniškega releja.
Preklopno vezje napaja obremenitev z napetostjo. Običajno je ta del sestavljen iz tranzistorja, tiristorja ali triaka.
Za zanesljivo delovanje polprevodniških relejev v različnih pogojih, vključno z induktivnimi obremenitvami, je potrebno zaščitno vezje. Vendar pa kljub prisotnosti zaščitnega vezja v vseh polprevodniških relejih še vedno obstajajo različne modifikacije in nekateri od teh relejev ne dovoljujejo induktivnih obremenitev, drugi pa so posebej prilagojeni zanje.
Močnostni polprevodniki imajo nekaj notranjega upora, zato se ob preklopu obremenitve polprevodniški rele segreje. Pri segrevanju nad 60 stopinj Celzija se dovoljena vrednost preklopnega toka zmanjša, zato v težkih delovnih pogojih takšen rele zahteva dodatno odvajanje toplote.Za to se uporablja radiatorsko ali celo zračno hlajenje.
Za induktivne obremenitve je priporočljivo zagotoviti rezervo dovoljenega toka 2-4 krat, če pa govorimo o krmiljenju asinhronega motorja, mora biti rezerva toka desetkratna.
Trenutna napetost pri krmiljenju močne obremenitve aktivne narave se odpravi z uporabo preklopnega releja brez toka, takšni releji so opremljeni z dodatno krmilno enoto sprožilnega vezja, ki preprečuje zagon preobremenitve. Toda pri krmiljenju obremenitve kapacitivne ali induktivne narave je treba zagotoviti precejšnjo tokovno rezervo.
Praviloma ima enosmerni rele s konstantnim tokom že rezervo za kratkotrajno (ne več kot 10 milisekund) trikratno povečanje nazivnega toka ob preobremenitvi ob zagonu, tiristorski releji pa desetkrat.
Za odpornost na impulzni hrup je vezje RC nameščeno v trdnem releju vzporedno z izhodnim vezjem, vendar je za bolj zanesljivo zaščito potrebno priključiti zunanje varistorje vzporedno z vsako od faz takega releja.
Tehnična dokumentacija proizvajalca praviloma vsebuje vse izčrpne podatke o lastnostih posameznega polnovrednega releja in njegovih dovoljenih načinih delovanja ter področjih uporabe nasploh.