Relais optoélectroniques à semi-conducteurs. Schéma, description

ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
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Relais optoélectroniques à semi-conducteurs. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Manuel de l'électricien

relais statique est un dispositif opto-électronique dans lequel un signal de commande est transmis via un canal optique et allume/éteint un puissant dispositif électronique de sortie.

Applications de relais à semi-conducteurs

Actuellement, les relais sont de plus en plus utilisés dans divers appareils électriques et produits d'automatisation, en particulier:

pour commuter des moteurs électriques à courant continu et alternatif ;
dans les systèmes de régulation et de contrôle automatiques ;
comme contacteurs dans les circuits à courant alternatif, dans les alimentations à découpage, dans les systèmes de protection à grande vitesse, etc.

Classification générale des relais statiques

Les relais statiques optoélectroniques peuvent être divisés en deux des groupes fondamentalement différents:

Relais AC, dans lesquels les éléments de puissance sont des triacs et des thyristors et sont unipolaires ;
les relais bipolaires DC avec des éléments de puissance basés sur des transistors IGBT ou MOS, et les relais bipolaires peuvent également fonctionner dans des circuits AC.

Comparons en termes d'efficacité (minimisation de la puissance dissipée dans les éléments de puissance) l'utilisation de thyristors et de relais bipolaires sur des transistors IGBT ou MOS dans des circuits à courant alternatif. Pour les valeurs typiques des paramètres des éléments de puissance pour des tensions de 220/380 V, nous constatons qu'à des courants supérieurs à plusieurs ampères, les thyristors sont 3 à 5 fois plus efficaces que les IGBT, et le rapport de dissipation de puissance des relais sur les IGBT ou MOS transistors est numériquement approximativement égal au courant en ampères.

Relais statiques CA, classification

Il y a les suivants principaux types de relais statiques à thyristor:

relais monophasés normalement fermés et normalement ouverts (de 1 A à 100 A) ;
relais triphasés normalement ouverts (de 10 A à 150 A);
relais réversibles monophasés, biphasés et triphasés avec protection intégrée contre les courts-circuits entre phases et l'inversion instantanée (de 10 A à 40 A) ;
relais statiques à deux voies avec voies séparées ou avec point commun en sortie avec contrôle indépendant des voies (à partir de 1 A au dessus).

Méthodes de contrôle

Les relais peuvent avoir contrôle de la phase zéro de la tension d'alimentation (c'est-à-dire s'allumer lorsque cette tension est proche de zéro, comme TM) Ou je n'ai pas ce contrôle (comme TC). La mise sous tension à tension nulle présente l'avantage de minimiser le bruit d'allumage.

Pour le contrôle, les relais peuvent avoir des entrées de courant ou de potentiel. De plus, seuls les relais monophasés et bicanaux peuvent avoir des entrées de courant, alors que tous les relais peuvent avoir des entrées de potentiel. Pour les entrées de courant, le courant de commande est de 10 à 25 mA avec une chute de tension d'entrée d'environ 1,2 V ou 2,4 V.

Plages de contrôle potentielles:

constante (4-7) V et (3-30) V ;
variables (6-30) V et (110-280) V.

Organisation de la protection des relais statiques

Les structures de thyristors sont très sensibles aux surtensions - leur apparition entraîne une panne irréversible, la tâche de protéger les sorties relais contre les surtensions est donc urgente. Le principal moyen d'une telle protection consiste à contourner les sorties relais avec des varistances. Pour protéger le relais contre la perte de contrôle due au bruit impulsionnel, les sorties sont shuntées avec un circuit RC.

Relais statiques CC, classification

Les relais statiques CC peuvent également être classés selon les délais d'activation/désactivation du relais.

Les relais rapides ont des délais d'activation/désactivation de quelques microsecondes, une puissance de sortie externe supplémentaire et, à leur tour, sont divisés en de tels groupes:

relais avec alimentation connectée galvaniquement à la sortie et alimentation à l'entrée ;
les relais avec des retards de désactivation sont nettement plus courts (jusqu'à 1 ms).

A noter qu'il existe également des relais dits multicanaux avec diverses combinaisons de contacts « normalement fermés » et « normalement ouverts », notamment à deux et quatre canaux.

Auteur : Koryakin-Chernyak S.L.

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