Apa itu Relay Solid State SPDT

Apa itu Relay Solid State SPDT

Semua komponen sakelar ( MOSFET , SCR ,  TRIAC , IGBT , dll.) Dalam relai keadaan padat hanya bertindak sebagai sakelar SPST, dan tidak ada komponen tunggal dalam relai keadaan padat yang memiliki fungsi SPDT. Selain itu, opto-coupler (dengan fitur isolasi optoelektronik) digunakan dalam relai keadaan normal sebagai komponen transmisi sinyal, sehingga sirkuit kontrol input dari sakelar SSR diisolasi listrik ke sirkuit outputnya. Oleh karena itu, jika relai keadaan solid SPDT diperlukan, kami hanya dapat memodifikasi sakelar SPST SSR dengan menggunakan sirkuit khusus. Dan karena elektronikberalih komponen, relai status solid SPDT lebih efisien dan mengonsumsi daya lebih rendah daripada relai mekanis SPDT.

Dasar-dasar struktur sakelar SPDT SSR sedikit berbeda dengan struktur sakelar SPDT:
"Pole" - "Throw (Throw A dan Throw B)":
" Keluaran Dorong-Tarik Tujuan Umum (GPout) ^① " - " Dioda dan Fotodioda ";
" Larik Photodiode ^② " - " Mode peningkatan N-channel MOSFET dan mode deplesi N-channel MOSFET "
Buka: Jika kutub terputus ke satu lemparan, keadaan lemparan ini disebut keadaan terbuka atau terbuka.
Tutup: Jika kutub terhubung ke satu lemparan, keadaan lemparan ini disebut keadaan tutup atau tutup.
Jika sirkuit melempar terputus ke kutub secara default (ketika kutub tidak diberi energi atau diisi atau tingkat tegangan pada kutub adalah nol), sirkuit lemparan ini akan disebut sirkuit normal terbuka (sirkuit NO, sirkuit N / O) , dan sakelar relai keadaan padat akan disebut sakelar SSR yang biasanya terbuka (sakelar NO SSR, sakelar N / O SSR).
NC (Biasanya Tutup): Jika sirkuit melempar terhubung ke kutub secara default (ketika kutub tidak diberi energi atau diisi atau tingkat tegangan pada kutub adalah nol), sirkuit lemparan ini akan disebut sirkuit tertutup normal (sirkuit NC , Sirkuit N / C), dan sakelar relai keadaan padat akan disebut sakelar SSR yang biasanya tertutup (sakelar NC SSR, sakelar N / C SSR).
Output Output Push-Pull: Output push-pull biasanya digunakan untuk dua trioda yang dikontrol oleh dua sinyal komplementer (yaitu, jika satu transistor dinyalakan, transistor yang lain harus dimatikan). Dan output push-pull dapat menampilkan tingkat tegangan tinggi dan tingkat tegangan rendah, yang keduanya memiliki kemampuan untuk menggerakkan komponen sakelar.
Array Array fotodioda: tumpukan fotodioda digunakan untuk menggerakkan sepasang MOSFET atau IGBT.

2.1 Bagaimana cara kerja Sakelar SPDT SSR

Menurut "Pole - Throw", relai keadaan padat SPDT dapat dibagi menjadi dua jenis: tipe Push-Pull, dan tipe Photodiode-Array.

1) Jenis Dorong-Tarik SPDT Solid State Relay

Diagram sirkuit umum dari rel-tarik SPDT SSR relay seperti yang ditunjukkan di bawah ini (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7). Saklar SPDT SSR tipe push-pull terdiri dari dua LED ( D1 , D2 ), dan dua Photo-TRIACs ( TRIAC1 , TRIAC2 ). D1 dan TRIAC1 membentuk CIRCUIT1 , dan D2 dan TRIAC2 membentuk CIRCUIT2 . Sinyal tarik-dorong ( GPout ) dihasilkan di terminal kontrol input SPDT SSR, dan LOAD1 dan LOAD2 terhubung ke dua terminal output dari relai SPDT SSR.

Menurut sinyal GPout, akan ada tiga status relai status solid SPDT:

1. Ketika level tegangan rendah dihasilkan di terminal input, D2 akan dimatikan, dan D1 akan dihidupkan, dan TRIAC1 akan melakukan, maka CIRCUIT1 akan ditutup, akhirnya LOAD1 akan dihidupkan.
2. Ketika level tegangan tinggi dihasilkan di terminal input, D1 akan dimatikan, dan D2 akan dihidupkan, dan TRIAC2 akan melakukan, maka CIRCUIT2 akan ditutup, akhirnya LOAD2 akan diaktifkan.
3. Jika tidak ada sinyal pada terminal input, D1 dan D2 akan dimatikan, dan CIRCUIT1 dan CIRCUIT2 tidak akan dihidupkan.

Catatan: Karena keluaran GPout dan tegangan pengoperasian LED perlu memenuhi batas dan persyaratan tertentu, penerapan relai keadaan padat SPDT tipe Push-pull tidak terlalu luas.

2) Photodiode-Array Type SPDT Solid State Relay

Berikut ini menunjukkan diagram rangkaian umum relai fotodioda-array SPDT SSR (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8), yang dapat bekerja pada catu daya DC dan catu daya AC. Saklar SPDT SSR tipe-fotodioda terdiri dari satu array-fotodioda ( D1 ), dan empat N-MOSFET ( MOS1 dan MOS2 adalah mode tambahan N-MOSFET ^③ ; MOS3 dan MOS4 adalah mode deplesi N-MOSFETs ^④ ). MOS1 dan MOS2 membentuk CIRCUIT1 , dan MOS3 dan MOS4 membentuk CIRCUIT2 . Ada 5 terminal output, Port1 , Port2 , Port3 , Port4 , Port5, dan Port1 adalah terminal umum. LOAD1 dan LOAD2 terhubung ke sakelar SPDT.

③ Mode tambahan N-channel MOSFET akan menyala ketika Vgs > Vgs (th) ^⑤ , jika tidak maka ia tidak akan melakukan.
④ Mode deplesi N-channel MOSFET akan menyala pada nol input, dan mati ketika Vgs negatif.
⑤ Vgs adalah tegangan dari gerbang ke sumber ; Vgs (th) adalah tegangan ambang dari gerbang ke sumber.

1. Catu Daya DC
Saat relay-array SPDT SSR fotodioda bekerja pada catu daya DC, LOAD1 harus terhubung ke PORT2, dan LOAD2 harus terhubung ke PORT4, sehingga MOS2 dan MOS4 tidak akan berfungsi.

Ketika array fotodioda dinonaktifkan, tegangan gerbang MOS1 berada di bawah tegangan ambang dan tidak mau menyala, sehingga LOAD1 dimatikan; tegangan gerbang MOS3 adalah input nol dan akan melakukan, sehingga LOAD2 akan dihidupkan (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9).

Ketika array fotodioda diaktifkan, tegangan gerbang MOS1 berada di atas tegangan ambang dan dinyalakan, sehingga LOAD1 akan diaktifkan; tegangan gerbang MOS3 negatif dan tidak akan melakukan, sehingga LOAD2 akan dimatikan (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10).

2. Catu Daya AC
Saat relay-array SPDT SSR fotodioda bekerja pada catu daya AC, LOAD1 harus terhubung ke PORT3, dan LOAD2 harus terhubung ke PORT5.

Ketika array fotodioda dinonaktifkan, tegangan gerbang MOS1 dan MOS2 berada di bawah tegangan ambang batas dan tidak mau menyala, sehingga LOAD1 dimatikan; tegangan gerbang MOS3 dan MOS4 adalah input nol dan akan melakukan, sehingga LOAD2 akan diaktifkan (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11).

Ketika array fotodioda diaktifkan, tegangan gerbang MOS1 dan MOS2 berada di atas tegangan ambang dan dinyalakan, sehingga LOAD1 akan diaktifkan; tegangan gerbang MOS3 dan MOS4 negatif dan tidak akan melakukan, sehingga LOAD2 akan dimatikan (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12).

Catatan: Karena fitur MOSFET peningkatan saluran N dan MOSFET penipisan saluran N, relay keadaan padat semacam ini banyak digunakan untuk mengontrol sirkuit beban DC dan sirkuit beban AC.

2.2 Apa Aplikasi Sakelar SPDT SSR

Pengisi Daya Baterai Surya

Relay keadaan padat SPDT biasanya digunakan dalam sistem pengisi daya tenaga surya (seperti pengisi daya portabel surya) untuk mengontrol peralatan pengisian sel surya. Keadaan kerja (keadaan pengisian dan keadaan daya) dari sel-sel surya diaktifkan lebih sering, sehingga relay mekanis SPDT tidak dapat memenuhi persyaratan ini, tetapi SSR SPDT dapat.

Sistem Pemula Lembut

Ketika sistem elektronik / elektrik (dan subsistemnya) bekerja secara normal, frekuensi switching dari kondisi mulai lunak dan kondisi berhenti sangat tinggi. Oleh karena itu, sakelar make-sebelum-istirahat SPDT perlu dilengkapi untuk mencegah tegangan berlebih saat beralih.

Perangkat Remote Control / Pemancar Radio

Jika perangkat kendali jarak jauh ingin mengontrol banyak objek, ia perlu mengubah sinyal yang ditransmisikan; jika menara komunikasi ingin mengganti penerima, perlu mengubah sinyal transmisi. Peralatan semacam ini membutuhkan frekuensi operasi yang ketat dan akurasi operasi, dan relai keadaan padat SPDT dapat memenuhi persyaratan ini dalam banyak kasus.

Pemanas Satelit

Di lingkungan ruang, ada persyaratan tinggi (berat, kemampuan anti-interferensi, kemampuan beradaptasi, dan sebagainya) untuk setiap perangkat. Relay solid-state SPDT (dengan banyak keuntungan, seperti bobot kecil, kinerja tinggi, umur panjang, konsumsi daya rendah, EMR rendah, dll.) Memenuhi persyaratan ini, dan jauh lebih baik daripada relai elektromekanis SPDT (struktur sederhana, tetapi berat badan tinggi, kemampuan anti-gangguan buruk dan tidak dapat beradaptasi dengan situasi rumit karena kelebihan berat badan).