Solid State Relais (Halbleiterrelais)

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.

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.