Hal ini memudahkan untuk
mengelompokkan SSR oleh sifat rangkaian input, dengan referensi khusus kepada
sarana yang terisolasi input-output akan tercapai. Tiga kategori utama:
- Reed-Relay-Coupled SSR's di mana sinyal kontrol diterapkan (secara langsung, atau melalui Preamplifier) ke kumparan relay yang buluh. Penutupan buluh lalu mengaktifkan sirkuit yang tepat dengan saklar memicu thyristor. Jelas, input-output isolasi dicapai adalah bahwa dari buluh relay, yang biasanya sangat baik.
- Transformer-Coupled SSR's di mana sinyal kontrol diterapkan (melalui DC-AC converter, jika sudah DC, atau secara langsung, jika itu AC) ke domain utama trafo berdaya rendah, dan sekunder yang dihasilkan dari eksitasi primer yang digunakan (dengan atau tanpa rektifikasi, amplifikasi, atau lainnya modifikasi) untuk memicu thyristor saklar. Dalam jenis ini, tingkat isolasi input-output tergantung pada desain transformator.
- Foto-digabungkan SSR's di mana sinyal kontrol diterapkan pada sebuah sumber cahaya atau inframerah (biasanya, sebuah dioda pemancar cahaya atau LED), dan dari sumber yang terdeteksi dalam foto - sensitive semi-conductor (misalnya, sebuah dioda fotosensitif, sebuah foto-sensitif transistor, atau foto-sensitif thyristor). Output dari foto-perangkat sensitif kemudian digunakan untuk memicu (gerbang) yang TRIAC atau SCR itu aktifkan arus beban. Jelas, satu-satunya yang signifikan "coupling path" antara input dan output adalah cahaya atau sinar infra - radiasi merah, dan isolasi listrik yang sangat baik. “optically coupled” or SSR yang juga disebut sebagai "optikal yang digabungkan" atau Foto terisolasi.
Selain jenis utama SSR yang
dijelaskan di atas, ada beberapa tujuan khusus desain yang harus disebutkan:
- Direct-kontrol jenis AC di mana eksternal jenis AC ini beroperasi di sirkuit energi yang sama seperti yang digunakan untuk rangkaian beban, memicu TRIAC (atau back-to-back-terhubung SCR's). Tipe ini juga memiliki input "saklar penutup". Jenis relay, secara inheren lebih murah dibandingkan desain yang lebih canggih, dan memiliki kerugian besar (untuk kebanyakan aplikasi) tidak memiliki isolasi antara rangkaian kontrol dan beban.
- Direct-kontrol jenis DC di mana eksternal beroperasi di sirkuit yang sama energi dengan Daya DC baris seperti yang digunakan untuk rangkaian beban yang mengontrol konduksi transistor. Jenis relay, yang mungkin paling sederhana dari semua, dan inheren yang paling mahal, juga memiliki kelemahan besar (untuk sebagian aplikasi) tidak memiliki isolasi antara kontrol dan beban sirkuit.
- Jenis SCR dirancang untuk DC, di mana beban-arus membawa SCR dan dibuat untuk menonaktifkan dengan cara kedua SCR, terhubung dalam "commutating sirkuit" (seperti yang mampu mematikan SCR pertama untuk mengurangi arus ke nol. Desain menggunakan cara mengisolasi khusus, seperti efek Hall di mana gerakan magnet eksternal, tetapi dalam kedekatan menyebabkan perubahan tahanan di sebuah ladang-materi sensitif, demikian memicu perilaku on-off. di mana sinyal eksternal menggeser frekuensi dari osilator, sehingga menyebabkan resonan digabungkan untuk memicu perilaku on-off. saturable reaktor atau penguat magnet, di mana DC kontrol arus dalam satu kontrol berkelok-kelok induksi tegangan (dari sumber AC) dalam gulungan lain. Tegangan induksi kemudian digunakan untuk memicu perilaku on-off. SSR Aman untuk mengatakan bahwa lebih dari 95% dari semua SSR persyaratan yang terbaik dipenuhi oleh salah satu dari tiga besar. jenis dijelaskan sebelumnya.
Input Circuit Kinerja.
Terisolasi Kepekaan
SSR (yaitu, kontrol minimum tegangan dan arus yang menyala) tergantung pada
karakteristik yang mengisolasi komponen
atau rangkaian:
- Dalam hibrida (reed-relay terisolasi) desain, SSR's dengan kepekaan yang dibentuk oleh kekuatan-operasi persyaratan relai buluh, yang berkisar antara 40 milliwatts (misalnya, 5 volt dc di 8 mA) sampai setinggi mungkin beberapa ratus milliwatts. Perhatikan bahwa tegangan rendah, berdaya rendah desain yang kompatibel dengan standar-digital komputer "tingkat logika," dan bahwa standar "high-fan - out” atau "tingkat logika TTL output dari komputer atau digital pengendali digital bisa mengemudi dua atau lebih hibrida SSR dalam paralel.
- Dalam transformer-coupled SSR's, kepekaan biasanya jauh lebih tinggi dari jenis hibrida karena semua sinyal input harus dilakukan adalah gerbang di AC-DC converter (lihat gambar 2) yang menggerakkan transformer, dan yang memerlukan, biasanya, kurang dari 10 milliwatts (misalnya, 4,5 v dc di 2 mA) dan jarang lebih dari 50 milliwatts. Sensitivitas ini lebih baik dari yang dibutuhkan oleh satu-TTL output digital, dan yang tinggi-fan-out output bisa berkendara 3-10 SSR seperti itu secara paralel.
- Optik SSR's, sensitivitas berkisar dari sekitar 6 milliwatts (misalnya, 3 volt dc di 2 mA) hingga 100 milliwatts. Menggunakan resistor seri yang sesuai atau arus regulator, jenis rangkaian input juga kompatibel dengan Logika TTL tingkat, dan beberapa optis digabungkan SSR dapat digerakkan secara paralel oleh tinggi-fan-keluar jalur logika.
- Kepekaan paling "pengendalian langsung" SSR secara signifikan lebih rendah daripada yang terisolasi desain, tetapi kenyataannya adalah begitu penting karena mengendalikan daya yang diperlukan hampir selalu baik di dalam kapabilitas, bahkan kemampuan kontrol terkecil kontak. Maksimum tingkat turn-off (tegangan dan / atau arus) dari SSR adalah sekitar 50% dari tingkat minimum di mana ternyata Karakteristik ini memberikan margin yang memadai dengan keselamatan antara OFF ON , sehingga menghilangkan perilaku yang tidak menentu akibat perubahan kecil sinyal kontrol. Dalam banyak SSR desain, kontrol-voltage range jauh lebih besar daripada yang tersirat oleh minimum turn-on tegangan.Dalam desain dioptimalkan untuk lebar kisaran tegangan input, tidak biasa untuk SSR akan diberi nilai untuk digunakan selama lebih dari 6-ke-1 rentang kontrol tegangan (misalnya, 3.0 V menjadi 32 V). hibrida desain, kumparan relay dari buluh mungkin luka untuk hampir semua tegangan kontrol yang berguna, dari serendah 3 volt nominal, untuk 50 volt, atau bahkan lebih tinggi, namun kisaran input tegangan ditoleransi oleh SSR hibrida dibatasi oleh disipasi dalam kumparan relay. Umumnya, kisaran 1,5-1 adalah diterima. Di sisi lain, perlawanan seri, atau "Konstan-current" rangkaian input aktif, dapat digunakan untuk mengakomodasi hibrida relay tegangan input yang lebih tinggi.
Karakteristik input.
Di luar
pertimbangan sensitivitas karakteristik (halaman Z-120), kita harus juga
menggambarkan isolasi input-rangkaian sifat-sifat suatu SSR, yang membutuhkan
pertimbangan dari berbagai parameter, termasuk:
- Dielektrik kekuatan, dinilai dalam hal minimum tegangan rusaknya dari rangkaian kontrol baik kepada SSR kasus dan output (beban) rangkaian. Tipikal rating adalah 1500 volt ac (RMS), baik untuk kontrol output.
- Insulation Resistance, dari rangkaian kontrol untuk kedua kasus dan output rangkaian. Rentang pemberian peringkat Khas dari 10 megohms menjadi 100.000 megohms untuk transformator dan desain hibrida. Untuk optik terisolasi SSR, tipikal kisaran resistensi isolasi dari 1000 megohms sampai 1 juta megohms.
- Stray Kapasitansi dari rangkaian kontrol untuk kedua kasus dan output rangkaian. Kapasitansi ke kasus jarang signifikan, tetapi kapasitansi ke rangkaian output mungkin control pasangan ac dan transien kembali ke kontrol sensitif sirkuit, dan bahkan lebih jauh lagi, ke-sinyal kontrol sumber. Untungnya, di SSR dirancang dengan baik itu, ini kapasitansi jarang cukup besar untuk menyebabkan interaksi. Kapasitansi tipikal berkisar dari 1 sampai 10 picofarad. Kecepatan respon dari SSR untuk penerapan kontrol tegangan akan dijelaskan nanti pada bagian ini.
Output Circuit Performance.
Jelas, yang paling signifikan parameter maksimum load-rangkaian tegangan yang
mungkin terkesan di relay output di
dalam kondisi MATI tanpa menyebabkan itu
terurai menjadi konduksi atau kegagalan, dan arus maksimum yang dapat mengalir
melalui output sirkuit dan beban dalam kondisi ON.
Perhatikan bahwa parameter tersebut
adalah (setidaknya pada pandangan pertama) dengan tegangan dan arus biasa
pemberian peringkat dari kontak pada
relay elektro-magnetik. Namun, perbedaan antara peringkat dan keluaran EMR SSR
output pemberian peringkat - perbedaan yang akan dibahas dalam perincian sebagai hasil eksposisi ini. Dalam
pendekatan yang paling umum, orang dapat mengatakan bahwa "Kontak
peringkat" dari sebuah SSR ditentukan hampir sepenuhnya oleh karakteristik dari
beban-current perangkat switching. Mungkin fakta ini adalah yang paling jelas
dari pemeriksaan yang paling sederhana ac jenis SSR - sebuah kontrol langsung
(non-terisolasi) desain, dengan rangkaian setara baik untuk ON dan OFF . Dalam
ON yang menampilkan TRIAC drop tegangan hampir konstan (yaitu, hampir
independen terhadap arus beban) kira-kira sama dengan dua silicon. dioda -
kurang dari 2 volt. Bagian dari arus beban melalui ini menyebabkan jatuh
tegangan disipasi daya
Dan kekuatan ini akan menyebabkan
kenaikan suhu di persimpangan TRIAC. Jika benar "panas - sinking” disediakan
yaitu, konduksi termal dari TRIAC kasus
ke udara luar atau ke panas konduktif struktur logam yang pada gilirannya dapat
menghilangkan kekuatan untuk udara
sekitarnya tanpa kenaikan suhu yang signifikan -- maka suhu TRIAC tidak akan bangkit di atas nilai maksimum untuk memastikan keandalan
pengoperasian (biasanya, 100 ° C). Nilai
arus yang SSR dapat tentukan, bukan oleh kekuatan hawa nafsu, tetapi oleh nilai
sekarang dari TRIAC. ketika TRIAC dinonaktifkan, jumlah yang sangat kecil dari
kebocoran arus dapat mengalir. Lintasan
arus ini, yang diwakili oleh sebuah perlawanan dalam rangkaian setara, sebenarnya merupakan fungsi
non-linear dari beban-rangkaian tegangan.
TRIAC adalah untuk menentukan nilai
maksimum terburuk untuk keadaan OFF
kebocoran" dan nilai tipikal adalah 0,001 A max. Untuk 5-ampere beban-nilai
sekarang. Beban sirkuit tegangan hanya yang ditentukan oleh blocking rating
tegangan thyristor. Rangkaian output-peringkat yang lebih umum terisolasi SSR
sebagian besar yang dirancang untuk mengontrol beban ac sirkuit, yang sangat
mirip dengan yang dijelaskan di atas, kecuali bahwa OFF---- biasanya lebih
tinggi pada urutan dari 5 mA pada 140 V
untuk sebuah 5-perangkat ampere kira-kira satu per seribu dari nilai arus
beban. Bentuk gelombang dalam rangkaian
beban, untuk kedua OFF dan ON . Tegangan
kurva tertarik pada skala yang lebih
luas dibandingkan dengan OFF dan beban
kurva tegangan. Bahkan pada tahap awal
ini pemeriksaan kami SSR perlu untuk
mempertimbangkan waktu hubungan antara sinyal kontrol dan ac load-rangkaian tegangan dan arus.
Sehubungan dengan waktu, ada dua
kelas switching SSR. Dalam satu, tidak
ada upaya khusus dibuat untuk mencapai
sinkronisme antara pergantian dari
sirkuit-beban listrik dan menyalakan dari thyristor sakelar. Dalam hal ini
"non-sinkron" kelas, kemudian, Tanggapan penundaan antara aplikasi
kontrol tegangan dan awal
beban-rangkaian konduksi adalah biasanya 20-200 mikrodetik digabungkan dan
transformator jenis, dan kurang dari satu milidetik pada hibrida (lagi karena
reed relay waktu operasi). Gelombang saat ini di turn-on di desain non-sinkron
jelas fungsi dari ketika dalam siklus ac
sinyal kontrol diterapkan.
Dalam sinkron (nol-tegangan turn-on)
desain, efek dari penerapan kontrol sinyal tertunda (jika diperlukan) sampai kekuatan-line tegangan
lewat melalui nol (Hal ini dilakukan oleh internal yang merasakan besarnya
garis tegangan, dan mencegah memicu thyristor sampai persimpangan nol berikutnya terjadi.) Jadi,
jika sinyal kontrol terjadi untuk diterapkan segera setelah nol persimpangan, para SSR tidak akan benar-benar
mulai melakukan sampai hampir setengah siklus penuh kemudian. Di sisi lain,
jika sinyal kontrol yang terjadi untuk diterapkan tepat sebelum
nol-persimpangan akan segera terjadi, SSR akan mulai melakukan hampir segera,
dengan hanya sangat kecil penundaan yang dijelaskan di atas untuk non-sinkron
desain. Jelas, saat itu, turn-on delay dari
SSR dapat memiliki nilai apapun
kurang dari satu milidetik untuk setengah penuh siklus listrik
(sekitar 8,3 milidetik untuk daya Hz 60
baris). Biasanya, selama 60 Hz layanan, penilaian diberikan sebagai 8,3
milidetik maksimum untuk semua solid-state-desain, dan 1,5 milidetik maksimum
untuk desain hibrida. Akhir
karakteristik utama AC-switching SSR
adalah perilaku turn-off. Karena
thyristor, sekali tidak akan berhenti
melakukan sampai arus beban mengalir melalui jatuh ke nol, mungkin turn-off
penundaan (antara penghapusan sinyal kontrol dan penghentian arus beban) dari
satu setengah siklus. Seperti dalam
kasus turn-on, turn-minimum off penundaan itu mendekati nol. Jadi, yang khas 60-Hz rating untuk turn-off
time adalah 9 milidetik maksimum.
