Как работают твердотельные реле SSR. Какие преимущества дает использование ТТР. Как правильно подобрать и подключить твердотельное реле. На что обратить внимание при выборе ТТР.
Что такое твердотельное реле и как оно работает
Твердотельное реле (ТТР или SSR — Solid State Relay) — это электронное коммутационное устройство, которое используется для включения и выключения электрической нагрузки без механических контактов. В отличие от электромеханических реле, ТТР не имеет подвижных частей и использует полупроводниковые компоненты для коммутации.
Основные компоненты твердотельного реле:
- Входная цепь с оптронной развязкой
- Схема управления
- Силовой полупроводниковый ключ (обычно тиристор или симистор)
- Схема контроля перехода через ноль (для AC нагрузок)
Принцип работы ТТР:
- На вход подается управляющий сигнал (обычно низковольтный постоянный ток)
- Входная цепь активирует оптрон, обеспечивая гальваническую развязку
- Схема управления формирует сигнал для включения силового ключа
- Силовой ключ открывается, пропуская ток через нагрузку
- При снятии управляющего сигнала ключ закрывается, отключая нагрузку
Преимущества использования твердотельных реле
Твердотельные реле имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с электромеханическими реле:
- Длительный срок службы — более 1 млрд переключений
- Отсутствие движущихся частей и механического износа
- Бесшумная работа
- Высокое быстродействие — время переключения менее 1 мс
- Отсутствие дребезга контактов и электрической дуги
- Низкий уровень электромагнитных помех
- Высокая стойкость к ударам и вибрации
- Возможность коммутации больших токов и напряжений
- Совместимость с цифровыми системами управления
Благодаря этим преимуществам ТТР широко применяются в промышленной автоматике, управлении электродвигателями, нагревателями, освещением и другими нагрузками.
Основные характеристики и параметры твердотельных реле
При выборе твердотельного реле необходимо учитывать следующие ключевые параметры:
- Тип коммутируемого напряжения — AC или DC
- Максимальное коммутируемое напряжение
- Максимальный коммутируемый ток
- Напряжение управления
- Падение напряжения в открытом состоянии
- Ток утечки в закрытом состоянии
- Время включения и выключения
- Диэлектрическая прочность изоляции вход/выход
- Рабочий температурный диапазон
Важно правильно подобрать ТТР по этим параметрам в соответствии с характеристиками нагрузки и условиями эксплуатации.
Виды и типы твердотельных реле
Твердотельные реле классифицируются по нескольким признакам:
По типу коммутируемого напряжения:
- AC-AC — для переменного тока
- DC-AC — вход постоянный, выход переменный ток
- AC-DC — вход переменный, выход постоянный ток
- DC-DC — для постоянного тока
По числу фаз коммутируемой нагрузки:
- Однофазные
- Трехфазные
По типу управляющего сигнала:
- Управление постоянным напряжением
- Управление переменным напряжением
- Управление током 4-20 мА
По методу коммутации:
- С коммутацией при переходе через ноль
- С произвольной коммутацией
Выбор конкретного типа ТТР зависит от решаемой задачи и характеристик нагрузки.
Схема подключения твердотельного реле
Правильное подключение твердотельного реле важно для его надежной и безопасной работы. Типовая схема подключения однофазного ТТР включает следующие элементы:
- Входная цепь управления:
- Положительный контакт (+) подключается к источнику управляющего напряжения
- Отрицательный контакт (-) подключается к общему проводу или управляющему выходу контроллера
- Силовая цепь нагрузки:
- Один контакт подключается к фазному проводу питающей сети
- Второй контакт — к нагрузке
- Нейтральный провод подключается напрямую к нагрузке
- Цепь защиты от перенапряжений:
- Варистор параллельно силовым контактам ТТР
- RC-снаббер для подавления помех
При подключении важно соблюдать полярность управляющего сигнала и не превышать максимально допустимые токи и напряжения для конкретной модели ТТР.
Особенности применения твердотельных реле для различных типов нагрузок
Твердотельные реле могут использоваться для управления различными типами нагрузок, но при этом нужно учитывать их особенности:
Резистивные нагрузки (нагреватели, лампы накаливания):
- Наиболее простой случай применения ТТР
- Можно использовать реле с номинальным током, равным току нагрузки
Индуктивные нагрузки (электродвигатели, трансформаторы):
- Необходимо выбирать ТТР с запасом по току (в 2-3 раза выше номинального тока нагрузки)
- Рекомендуется использовать реле с коммутацией при переходе через ноль
- Обязательно применение снабберных цепей для защиты от выбросов напряжения
Емкостные нагрузки (конденсаторы, импульсные источники питания):
- Требуется ограничение пускового тока
- Рекомендуется использовать ТТР с произвольной коммутацией
- Необходимо применение дополнительных защитных цепей
Правильный выбор типа ТТР и схемы подключения для конкретной нагрузки обеспечит надежную и долговременную работу устройства.
Рекомендации по выбору твердотельного реле
При выборе твердотельного реле следует учитывать несколько ключевых факторов:
- Тип и параметры нагрузки:
- Номинальное напряжение и ток
- Характер нагрузки (резистивная, индуктивная, емкостная)
- Пусковые токи
- Условия эксплуатации:
- Температурный диапазон
- Влажность
- Наличие вибраций
- Требования к управлению:
- Тип управляющего сигнала
- Необходимость гальванической развязки
- Быстродействие
- Габаритные размеры и способ монтажа
- Наличие дополнительных функций:
- Индикация состояния
- Защита от перегрузки
- Возможность регулировки мощности
Важно выбирать ТТР с запасом по току и напряжению, учитывая возможные перегрузки и скачки напряжения в сети. Также стоит обратить внимание на тепловой режим работы и при необходимости использовать дополнительное охлаждение.
Меры безопасности при работе с твердотельными реле
При использовании твердотельных реле необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
- Перед монтажом и подключением ТТР убедитесь, что все источники питания отключены
- Используйте ТТР только в пределах указанных производителем номинальных параметров
- Обеспечьте надежное заземление корпуса ТТР и связанного оборудования
- Применяйте дополнительные устройства защиты от перегрузки и короткого замыкания
- Обеспечьте адекватное охлаждение ТТР, особенно при работе с большими токами
- Не прикасайтесь к работающему ТТР — его корпус может нагреваться до высоких температур
- При необходимости используйте средства индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, инструменты с изолированными рукоятками)
- Регулярно проверяйте состояние проводки и затяжку клемм ТТР
- Не вскрывайте корпус ТТР — внутри нет обслуживаемых пользователем частей
Соблюдение этих мер поможет обеспечить безопасную эксплуатацию твердотельных реле и связанного с ними оборудования.
Твёрдотельное реле FQTEK (FOTEK) SSR-40 DA Релейная лотерея и похоже настоящие 40A
По данным некоторых отзывов в FOTEK SSR-40DA может стоять симистор 25, а то и 16 Ампер. Заказал немного (7шт), одно принёс в жертву(человеческим способом не разбирается) и обнаружил там качественно припаянный к основанию JST41Z-800BW (Даташит) Сразу скажу, ещё не проверял, кроме чайника нагрузить нечем, а там только десяток ампер наберётся, в общем только визуальный осмотр с разбором. Также я не знаю как проверить оригинальность симистора. Заказал 11 марта 2019 года, пришли на почту 21 марта. Также стоит учесть что китаец выставляет по +150% к цене за доставку, но при заказе 7 шт доставка уже была 50% от стоимости лота… Но это всё равно не дороже конкурентов.
Размеры и внешность
Ширина 44.5 мм, длина 58.0 мм, толщина 26.8 мм. Толщина алюминиевого теплораспределителя 4.
5 мм.
Обратите внимание, на теплораспределителе нет отверстия и не виден винт которым прикручен симистор, т.к. он припаян (при этом на фото магазина такое отверстие видно). Теплораспределитель снабжён отверстием и пропилом для качественного прикручивания к радиатору на два винта.
Также на фото сборку видно что корпус представляет из себя основную часть и крышку(что не всегда так у подобных реле под тем же названием).
Силовые клеммы
Похоже покрытая чем-то латунь, толщина 1.0 мм, ширина в самом тонком месте, возле пайки 4.3 мм.
Кусал кусачками, потом это место пилил надфилем. Металл мягкий, цвет на спиле золотистый. С раствором NaOH не реагирует ни покрытие ни сам металл. Более точно сказать не могу, буду рад советам как проверить.
Разборка
Корректно разобрать не удалось, под наклейкой обнаружилось продолжение крышки, верхнюю крышку удалось снять только со значительными повреждениями, что однако не открыло пути к полной разборке.
Пришлось варварски уничтожить корпус. Пластик мягкий, на сломе белеет, обладает очень низкой упругостью. В процессе оторвал от пайки одну клемму. Зато проверил на горючесть. Превосходно горит, воняет и коптит.
(плита пережила некоторые кулинарные эксперименты перед съёмкой)
Толщина текстолита 1.5 мм. Флюс не отмыт.
Припоя намазали знатное количество, ширина силовой дорожки 4.5мм, толщина припоя в середине дорожки 1.7 — 1.5мм.
Ноги симистора легко отломались у входа в корпус. Ноги медные, красный отблеск отчётливо виден(но не на фото), 0.5 мм на 1.2 мм, полностью соответствуют даташиту, по минимальной границе. Сечение 0.6 кв. мм. Годно ли это для 40 ампер? Ну не знаю, есть вопросы у меня к этому сечению. Остальные размеры симистора соответствуют даташину.
Видно знатное количество флюса и небольшие куски припоя со всех сторон.
Спилил до кристалла
Кристалл 6×6 мм. Площадь 36 кв мм. Верхний медный контакт имел площадь где-то 4.
К сожалению я не имею ни знаний ни приборов для оценки топологии, качества исполнения платы, используемых компонентов. В комментариях разобрали элементную базу и @sae966 схему нарисовал mysku.club/blog/aliexpress/71551.html#comment3086583. Вообще мне такие реле нужны для управления нагрузками не более пары киловатт (подогрев приточки, теплый пол). Я рассчитывал что китайцы затолкают туда 25 или 16 амперный симистор и чтобы в купе с плохим теплоотводом и двойным слоем термопасты это могло как-то работать. Теперь я в принципе спокоен за них. Планирую повесить на нормальные радиаторы и думаю проблем особых не будет.
Могу дополнить обзор если есть вопросы.
Планирую купить +41 Добавить в избранное Обзор понравился
+125 +165
Твердотельное реле SSR-xx DA — WATTrouter — Каталог продукции — ВАРМА
Твердотельные полупроводниковые реле предназначены для бесконтактной коммутации нагревательных элементов, ламп, сварочных агрегатов и других устройств с резистивным типом нагрузки и рабочим напряжением от 24 до 480В переменного тока, или 5…60B постоянного тока.
Для коммутации индуктивной нагрузки необходимо иметь 5 — 8-ми кратный запас по току.
По типу управления твердотельные реле SSR делятся на управляемые напряжением постоянного или переменного тока, переменным резистором или аналоговым сигналом тока 4…20мА.
Реле, управляемые уровнем напряжения, позволяют производить включение/отключение нагрузки за счет подачи или снятия номинального управляющего сигнала: Метод управления: «коммутация при переходе тока через ноль».
Реле управляемые аналоговым сигналом тока 4..20мА или переменным резистором позволяют регулировать напряжение на нагрузке, т.е., например, осуществлять управление мощностью нагревательных элементов (ТЭН). Метод управления: «фазовое управление».
В отличие от обычных электромеханических, твердотельное реле не имеет механических частей и контактов. Коммутация цепей нагрузки осуществляется бесконтактно за счет коммутации встроенных полупроводниковых элементов. За счёт бесконтактного переключения полупроводниковое реле имеет следующие преимущества перед электромеханическим:
— Отсутствие искр и электрической дуги при коммутации;
— Существенно меньший уровень электромагнитных помех;
— Имеет существенно больший ресурс и не требует профилактических работ в процессе эксплуатации;
— Высокое быстродействие;
— Небольшие размеры и хорошую теплоотдачу.
Особенности серии SSR
- сопротивление изоляции — более 50 МОм при 500В;
- электрическая прочность изоляции вход/выход — 2,5 кВ;
- маленькая мощность управления — 7,5мА * 12В;
- низкий уровень излучения электромагнитных помех, обеспечиваемый примененным методом коммутации при переходе тока через ноль;
- высокая перегрузочная способность по току (10Iном в течение 1-го периода) и по напряжению (с демпфирующей схемой).
Технические характеристики твердотельных реле с «коммутацией при переходе тока через ноль»:
| Модель | SSR-10DA, SSR -25DA, SSR -40DA, SSR -50DA, SSR -75DA | SSR-10AA, SSR -25AA, SSR -40AA | SSR-05DD, SSR-10DD |
| Ном. управляющее напряжение | 3…32B DC | 80…250B AC 50/60 Гц | 3…32B DC |
| Напряжение включения/ выключения | вкл > 2. 4VDC / выкл < 1VDC |
вкл > 45VAC / выкл < 35VAC | вкл > 2.4VDC / выкл < 1VDC |
| Ток срабатывания | 7.5мА 12VDC | 5мА/110VAC | 7.5мА/12VDC |
| Метод управления | Коммутация при переходе тока через ноль | Оптрон | |
| Номинальное напряжение нагрузки | 24…380B AC 90…480B AC («Н» в обозначении) | 5…60B DC | |
| Падение напряжения | 1.6В / 250С | ||
| Номинальный ток нагрузки | 10А, 25А, 40А, 50А, 75А соответственно | 10А, 25А, 40А соответственно | 5А, 10А соответственно |
| Максимальный кратковременный ток | 10x от номинального | 10x от номинал | 3x от номинал |
| Ток утечки | 3 мА, 6 мА (для 50A и 75A) | 3 мА | 0. 8 мА |
| Время отклика на входной сигнал | менее 10 мс | 1 мс | |
| Диэлектрическая прочность | более 2.5 кВ АС / 1мин | ||
| Сопротивление изоляции | более 50 МОм / 500В DC | ||
| Диапазон рабочих температур | -20°С…+80°С | ||
Схема подключения:
Данное реле может использоваться совместно с WATTrouter в качестве исполнительного устройства для выходов для внешних твердотельных реле (SSR).
Производитель FOTEK. Сделано в Тайване.
Схемы— Подключение реле ТТР
спросил
Изменено 8 лет, 1 месяц назад
Просмотрено 3к раз
\$\начало группы\$
Я купил дешевое реле SSR (SSR-40DA) на ebay и хочу подключить его напрямую к arduino,
Схема на веб-сайте (http://www.
fotek.com.hk/solid/SSR-1.htm) показывает, что светодиоды уже имеют резисторы в цепи, мне нужно добавить дополнительный резистор 220R на выходной контакт или нет?
Спасибо.
П.С. Из этого ответа неясно, как подключить SSR к Arduino, как правильно подключить это реле, извините, если дублирую.
- схема
- твердотельное реле
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Вам не нужен диод 1N4004, показанный в схеме, к которой вы подключились («Подключение твердотельного реле к Arduino»), поскольку твердотельные реле не являются индуктивными, поэтому обратный диод не требуется.
Также вам не нужен транзистор, поскольку, согласно таблице данных, на которую вы ссылаетесь для реле, он будет работать в диапазоне 3–32 В с постоянным током 7,5 мА для светодиодов (спасибо, Дуэйн). Это находится в пределах возможностей приемника любого выходного порта микроконтроллера.
Итак, согласно приведенной выше схеме, контакт 3 является положительным (+) и должен быть подключен к +5 В. Контакт 4 отрицательный, поэтому он будет подключен к выходному контакту Arduino. Вы должны установить выходной контакт на 0, чтобы включить реле, и на 1, чтобы отпустить его.
Так как светодиоды уже имеют встроенные резисторы, вам не нужно их включать. Просто подключите нагрузку переменного тока к SSR в соответствии со схемой к контактам 1 и 2.
Выходной контакт должен быть сконфигурирован как открытый сток, что означает, что он может потреблять ток для включения реле, но не будет источником тока для его выключения. (вместо этого он останется в состоянии с высоким импедансом). Было бы неплохо поставить резистор, возможно, 10K, между выходным контактом и +5, чтобы реле гарантированно выключилось, когда оно должно быть (спасибо whatsisname).
\$\конечная группа\$
6
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Как работает твердотельное реле?
В течение многих лет основным устройством для управления питанием был контактор. Это постепенно изменилось, и стало широко использоваться твердотельные устройства, будь то твердотельные реле или контроллеры мощности.
С момента своего появления технология SSR получила признание во многих областях, которые ранее были исключительной сферой деятельности EMR или Contactor. Основные области роста связаны с приложениями для управления промышленными процессами; в частности, контроль температуры нагрева/охлаждения, двигатели, лампы, соленоиды, клапаны и трансформаторы. Список приложений для ССР практически безграничен.
Ниже приведены типичные примеры применения SSR: промышленная автоматизация, электронные устройства, промышленное оборудование, упаковочные машины, инструментальные станки, производственное оборудование, пищевое оборудование, системы безопасности, промышленное освещение, противопожарные системы и системы безопасности, дозирующие машины, производственное оборудование, на бортовое управление питанием, управление движением, контрольно-измерительные системы, торговые автоматы, испытательные системы, офисные машины, медицинское оборудование, освещение дисплея, управление лифтом, метрологическое оборудование и развлекательное освещение.
Pyrosales предлагает как стандартные твердотельные реле, которые можно прикрепить к радиатору, так и линейку тонких твердотельных реле со встроенным радиатором, которые можно установить на DIN-рейку в условиях ограниченного пространства.
Преимущества использования ТТР
При правильном использовании по назначению ТТР обладает многими характеристиками, которые часто трудно найти в ЭМИ: высокая степень надежности, длительный срок службы, значительное снижение электромагнитных помех, быстрая реакция и высокая виброустойчивость являются значительными преимуществами SSR. ТТР не имеет движущихся частей, которые могут изнашиваться, или дуговых контактов, которые могут ухудшиться, что часто является основной причиной отказа ЭМИ.
- Долгий срок службы (надежность) > 109 операций
- Включение при нулевом напряжении, низкий уровень EMI/RFI
- Ударопрочный и виброустойчивый
- Произвольное включение, пропорциональное управление
- Нет дребезга контактов
- Бездуговое переключение
- Отсутствие акустического шума
- Совместимость с микропроцессором
- Быстрый отклик
- Без движущихся частей
РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ДЛЯ СТАНДАРТНОГО ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Пример: SSR — 40 D A — H
1 2 3 4 5
1 Продукт
SSR = Сплошное состояние
2 Проток
05.
40 = 40A
3 Входное напряжение
D = DC 3 ~ 32V
A = AC 80 ~ 250 В
В = Триммер Пот
4 Выходное напряжение
D = DC 5 ~ 60 В
A = AC 24 ~ 380V или AC AC. 90 ~ 480V
5 Диапазон выходных напряжений
H = тип высокого напряжения
NO Значение = стандартный тип
SSR -ряд — DC TO AC SOATE RELAY
Спецификация
| Тип | Тип клеммы | Тип печатной платы | ||||
| Модель | ССР – 10DA | ТСР – 25DA | ТСР – 40DA | ССР-25DA-H | ССР-40DA-H | ССР-P03DA |
| Номинальный ток нагрузки | 10А | 25А | 40А | 25А | 40А | 3А |
| Входные данные | ||||||
| Рабочее напряжение | 3 ~ 32 В постоянного тока | |||||
Мин. ВКЛ/ВЫКЛ Напряжение | ВКЛ > 2,4 В, ВЫКЛ < 1,0 В | |||||
| Ток запуска | 7,5 мА / 12 В | |||||
| Метод управления | Триггер пересечения нуля | |||||
| Выходные данные | ||||||
| Рабочее напряжение | 24 ~ 380 В переменного тока | 90 ~ 480 В переменного тока | 24 ~ 480 В переменного тока | |||
| Мин. Черное напряжение | 600 В перем. тока < Повторяющийся > | |||||
| Падение напряжения | 1,6 В / 25 С | |||||
Макс. Длительный ток | 135А | 275А | 410А | 275А | 410А | 135А |
| Ток утечки | 3,0 мА | 3,0 мА | 3,0 мА | 5,0 мА | 5,0 мА | 3,0 мА |
| Время отклика | ВКЛ < 10 мс, ВЫКЛ < 10 мс | |||||
| Общие данные | ||||||
| Диэлектрическая прочность | Более 2,5 кВ переменного тока / 1 мин | |||||
| Прочность изоляции | Более 50 МОм / 500 В постоянного тока | |||||
| Рабочая температура | -20°С ~ +80°С | |||||
| Материал корпуса | Интенсивный ABS | |||||
| Вес | ок. | ок. 15 г | ||||
| Схема подключения | ||||||
105 г
SSR -серия — AC -TO AC Сплошное состояние
Спецификация
ВКЛ/ВЫКЛ Напряжение
Длительный ток
110 г
Черное напряжение
105 г
): 0 В ВЫСОКИЙ (ВКЛ.): от 4,5 до 30 В
