Rauscharme und zuverlässige SSR-Relais

Unsere Solid-State-Relais (SSR-Relais) bieten extrem zuverlässiges Umschalten von AC-, DC- oder bidirektionale Lasten. Diese Halbleiterrelais sind für eine hohe Schaltgeschwindigkeit und eine lange Lebensdauer konzipiert und zeichnen sich durch eine rauscharme, zuverlässige Leistung in Schaltanwendungen aus.

Was ist ein Solid-State-Relais (SSR)?

Ein Solid-State-Relais (SSR), auch Halbleiterrelais genannt, ist ein elektronisches Schaltgerät, das ähnlich wie ein elektromechanisches Relais funktioniert, jedoch ohne bewegliche Kontakte. Es verwendet Halbleiter-Schaltelemente wie Triacs, Thyristoren und Dioden. Halbleiterrelais sind für Anwendungen konzipiert, die eine hohe Schaltgeschwindigkeit erfordern und zeichnen sich durch ein geringes akustisches Schaltgeräusch und eine extrem lange Lebensdauer aus. Diese Relais werden verwendet, wenn eine direkte Steuerung durch elektronische Schaltungen erforderlich ist und ein Umschalten ohne Lichtbögen oder Kontaktprellen benötigt wird. SSR-Relais sind kein Ersatz, sondern ergänzen elektromechanische Leistungsrelais.​

Eigenschaften der SSR-Relais von TE

  • Die AC-Halbleiterrelais besitzen die Zulassung gemäß MIL-PRF-28750/9 für die Serie JDS9 (2 A Nennstrom), gemäß /10 für die Serie JPS10 (25 A Nennstrom) sowie gemäß DSCC Zeichnung 86031 für die Serie PS12 (10 A).
  • DC-SSRs sind für Lasten von niedrigem Pegel bis 2 A/60 V qualifiziert. 
  • Einige DC-SSR-Relais von TE sind erhältlich mit optionaler Statusüberwachung und/oder Schutzschaltungen.
  • Die AC-Halbleiterrelais für 10 und 25 A Nennstrom sind primär für die Panel- oder Chassis-Montage vorgesehen.
  • Die AC-Modelle der Serie JDS9 für 2 A sowie alle DC-Modelle sind für die Leiterplattenmontage vorgesehen, wobei einige Modelle für die Oberflächenmontage konfiguriert sind.
  • Die meisten Modelle sind für die entsprechenden Gütevorschriften für Waffen und Geräte MIL-PRF 28770 oder zugeordnete Detailzeichnungen zugelassen.
  • Spezielle anwendungsspezifische Modelle sind auf Anfrage ebenfalls lieferbar.  

 

SSR-Relais funktionieren wie elektromechanische Relais, mit dem Unterschied, dass diese Relais berührungslos sind. Sie verwenden elektronische Komponenten wie Triacs, Thyristoren und Leistungstransistoren als Teil des Umschaltungs-Elements.​ Ein Eingangssignal an ein SSR schaltet den Ausgang von einem nicht leitenden Zustand in einen leitenden Zustand um und den Lastkreis ein und aus. Anstatt einen Magnetkreis für das Zwischensignal zu verwenden, um eine galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang zu erreichen, wie es im elektromechanischen Relais der Fall ist, verwenden SSRs Optoelektronik, eine kapazitive Verbindung und elektrische Feldkopplung als Zwischensignal. Daher reagieren SSRs schnell, sind in hohem Maße beständig gegen Schwingungen und Stöße, leise beim Umschalten und unbeeinflusst durch das Vorhandensein von Staub, Gasen und anderen Verunreinigungen.

 

Aufgrund ihres Materialdesigns haben Halbleiterrelais einen eingeschränkten Schaltbereich und eine eingeschränkte Kapazität, die durch die Größe und den thermischen Widerstand der Schaltkomponenten begrenzt sind. Während SSRs normalerweise nur einen Schließer-Ausgang (NO) haben und unterschiedliche Schaltelemente für AC und DC benötigen, bieten diese Produkte aufgrund ihres berührungslosen Systems eine längere Schaltlebensdauer, haben unter bestimmten Bedingungen eine hohe Schaltzuverlässigkeit und können Wechselstromlasten an bestimmten Stellen im Zyklus umschalten, wie z. B. ausschalten, wenn der Laststrom Null überschreitet, und einschalten, wenn die Lastspannung Null überschreitet. In den meisten Fällen können SSRs außerdem direkt von anderen elektronischen Schaltkreisen aus gesteuert werden.

 

Umgekehrt haben Halbleiterrelais keine galvanische Trennung im Lastkreis, wenn sie sich im ausgeschalteten Zustand befinden, und da sie sehr anfällig für externe elektrische Einflüsse wie Überspannungen, Spitzen und starke elektrische Felder sind, erfordern SSRs Schutzkreise und ultraschnelle Sicherungen. Eine weitere Nutzungsbetrachtung ist die Notwendigkeit, höhere Leistungslasten zu schalten. Diese Arten von Anwendungen erfordern eine höhere Eingangsleistung für eine höhere Ausgangsumschaltung. Infolge dieser Anforderungen wird das Gerät wahrscheinlich bei der Umschaltung hoher Ströme einen Kühlkörper benötigen, was auf die vom Schaltelement erzeugte Wärme zurückzuführen ist. Wie bei jeder Anwendungsbetrachtung dieser Art erhöht das Hinzufügen eines Kühlkörpers die Größe/das Gewicht des Gesamtbauteils.

DS13 SSR-Relais
Die Halbleiterrelais der Serie DS13 von TE verfügen über modernste photovoltaische galvanische Trennung und MOSFET-Leistungsausgänge, um DC-Lasten bis 2 A bei niedrigem Durchlasswiderstand ultrazuverlässig und mit hoher Geschwindigkeit schalten zu können.

Unsere Halbleiterrelais sind für ein extrem zuverlässiges Umschalten von AC-, DC- oder bidirektionalen Lasten ausgelegt und zeichnen sich durch ein geringes Schaltgeräusch und extrem lange Lebensdauer aus. Diese SSR-Designs nutzen die elektrischen und optischen Eigenschaften von Halbleitern, um Umschaltungsfunktionen und Ausgangsisolationen durchzuführen. Ohne bewegliche Teile werden Verschleißprobleme durch Kontaktprellen eliminiert. Darüber hinaus eliminieren die Niederspannungs- und Nullstromabschaltung elektrisches Rauschen (d. h. EMK-Gegenspannung) und Störsignale.

 

SSRs von TE können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, in denen schnelle Umschaltungszeiten und eine hohe Lebensdauer erforderlich sind. Weitere Designmerkmale umfassen die Nutzung einer Dickschicht-Hybridschalttechnologie, Panelmontagekonfigurationen, das Screening auf W- oder Y-MIL-Ebene (sofern zutreffend) und die Zulassung nach MIL-Spezifikationen oder anwendbaren DSCC DWGs.

 

Beispiel: Die Subminiatur-SSRs der Serie MS14 der Marke KILOVAC verwenden beispielsweise modernste photovoltaische optische Isolation mit 1000 V RMS Ein-/Ausgangsisolation und MOSFET-Leistungsausgängen für ultra-zuverlässige Hochgeschwindigkeits-Umschaltung von DC- oder bidirektionalen Lasten bis zu 350 mA und 400 V DC. Der Eingang ist stromgeregelt und gepuffert, um die Verlustleistung zu minimieren und das Relais direkt von CMOS oder TTL aus anzutreiben. Das Relais ist in einer kundenspezifischen, hermetisch abgedichteten 0,100-Raster-Konfiguration mit flachem Profil verpackt, die Platz spart für Leiterplattenschaltungen.

Häufig gestellte Fragen

Solid-State-Relais (SSRs)

F: Inwiefern unterscheiden sich SSRs von elektromechanischen Relais?

A: Beide erfüllen die gleiche Schaltfunktion, aber ihre Konstruktionen sind unterschiedlich. SSRs haben keine beweglichen Teile wie Anker- oder Metallkontakte, sodass sie frei von Störung bzw. Rauschen und Lichtbögen sind.

 

F: Sind SSRs im Vergleich zu elektromechanischen Relais teuer? 

A: Die anfänglichen Anschaffungskosten sind für SSRs hoch. Aber aufgrund ihrer langlebigen Kapazität und ihrer Fähigkeit, schwere Lasten zu handhaben, rechnen sich die SSR-Kosten langfristig wirtschaftlich. 

 

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