Твердоте́льное реле́ (ТТР) — электронное устройство, являющееся типом реле без механических движущихся частей, служащее для включения и выключения высокомощностной цепи с помощью низких напряжений, подаваемых на клеммы управления. ТТР содержит датчик, который реагирует на вход (управляющий сигнал) и твердотельную электронику, включающую высокомощностную цепь. Этот тип реле может использоваться в сетях постоянного и переменного тока. Устройство применяется для тех же функций, что и обычное электромагнитное (электромеханическое) реле, но не содержит движущихся частей.
Серийные твердотельные реле используют технологии полупроводниковых устройств, таких как тиристоры и транзисторы, чтобы переключать токи до сотен ампер. ТТР имеют более высокую скорость переключения, чем электромеханические реле и имеют полную гальваническую развязку. Твердотельные реле менее приспособлены к выдерживанию кратковременных перегрузок (превышению предельно допустимых токов и напряжений), чем их электромеханические аналоги, и имеют чуть большее сопротивление в замкнутом состоянии.
Принцип действия Управляющий сигнал взаимодействует с управляемым путём создания гальванической развязки, в большинстве моделей ТТР — с помощью оптрона. Управляющее напряжение питает светодиод, который освещает фотодиод, ток на котором включает тиристор или МОП, чтобы управлять нагрузкой. Возможно также применение специализированных оптоэлектронных приборов: фототиристоров и оптотиристоров.
Характеристики ТТР классифицируются по нескольким параметрам, таким как входное напряжение, ток, выходное напряжение, тип тока, падение напряжения, условия эксплуатации.
Преимущества перед электромеханическими реле Меньшие размеры Полная бесшумность работы Большая скорость переключения Более длительный срок службы из-за отсутствия механического и электрического износа Выходное сопротивление не меняется во время всего срока службы (контакты не окисляются) Отсутствие скачка напряжения из-за явления самоиндукции при переключении Отсутствие искры, что позволяет использовать устройство на взрыво- и пожароопасных объектах Меньшая чувствительность к внешним условиям, например, вибрациям, магнитным полям, влажности и запылённости воздуха
Недостатки Вследствие отсутствия механических контактов: В замкнутом состоянии нагревается за счёт сопротивления p-n-перехода, и достаточно мощные реле требуют охлаждения В разомкнутом состоянии имеет большое, но не бесконечное сопротивление, а также обратный ток утечки (микроамперы) Вольт-амперная характеристика контакта весьма нелинейная Некоторые типы требуют соблюдения полярности выходных цепей (рассчитаны на коммутацию только постоянного тока) При выходе из строя имеют тенденцию закорачивать выходные контакты вследствие пробоя силового ключа, тогда как обычные реле чаще всего остаются разомкнутыми Требуют принятия мер против ложных срабатываний из-за скачков напряжения (из-за очень высокой скорости срабатывания) Не сразу способны пропустить ток в обратном направлении из-за наличия полупроводников в схеме
Примечания
Ссылки A DC Fault Protection Circuit for Audio Amplifiers Solid state relay glossary of terminology National Instruments Solid State Relays Solid State Relays vs Electromechanical Relays
Категория:Реле Категория:Силовая электроника Категория:Полупроводниковые приборы