Твердотельные реле с самодиагностикой

Требования, предъявляемые к современным твердотельным реле аналогичны требованиям к остальной электронике:

• больше контроля;
• больше функций;
• меньше цена.

Твердотельные реле представляют собой сборку из:

• входной цепи, состоящей из схемы ограничения (стабилизации) тока и защитой от подачи напряжения неправильной полярности;
• оптрона, обеспечивающего гальваническую развязку входа от выхода;
• схемы управления коммутационными элементами;
• силовых полупроводниковых коммутационных элементов (тиристоров/симисторов, транзисторов);
• элементов защиты от импульсов перенапряжения.

Из-за отсутствия механических подвижных частей в твердотельном реле, визуально определить его неисправность невозможно.

Для определения работоспособности твердотельного реле в лабораторных условиях на его выход необходимо подать напряжение, подключить нагрузку (для наглядности, например, лампу накаливания), а на вход подать управляющий сигнал.
Если твердотельное реле исправно, при отсутствии управляющего сигнала лампа не светится, при подаче управляющего сигнала светится.
И наоборот, если сигнал управления не подан, а лампа светится (моргает) или сигнал подан, а лампа не светится — реле неисправно.

Для коммерческого использование такой метод определения работоспособности твердотельного реле не подходит, т.к. при обслуживании, диагностике и наладке аппаратуры самый ценный и дорогой ресурс это время. Часто возникают ситуации, когда аппаратура не работает, а определить точную причину удаётся не сразу. В этом случае у обслуживающего персонала должны быть четкие критерии по проверке твердотельных реле.
В идеале само изделие перед началом работы и непосредственно в процессе работе должно определять свое состояние и в «аварийных» ситуациях информировать об их возникновении.

В ходе проведения НИР «Эрудит» ЗАО «Протон-Импульс» разрабатывает твердотельные реле переменного тока для коммутации 10...125А/1200В, которые контролируют собственное состояние, диагностируют неисправность и статусным сигналом сообщают об ошибке (неисправности).
Выходные сигналы детекторов тока, протекающего через схему управления коммутационными элементами, и сигнала управления входной цепи анализируются и при ошибке (есть сигнал управления, но нет тока нагрузки или осталось высокое напряжение на выходе, и наоборот) на статусном выходе твердотельного реле формируется высокий уровень сигнала (открытый сток).
Двухцветный светодиод осуществляет индикацию наличия напряжения питания (желтый) и сигнала управления (зеленый). Красный светодиод светится при возникновении аварии (неисправности).

Конструктивно твердотельные реле, разрабатываемые в ходе НИР «Эрудит», выполнены с учетом самых современных тенденций:

• уменьшенное тепловое сопротивление: переход с выпуска корпусных силовых элементов на паяной керамике на сборку кристаллов силовых элементов на DCB-керамике позволило уменьшить тепловое сопротивление на 30%, снизив рабочую температуру силовых элементов и увеличив их надежность
• уменьшение перегрева проводов: полностью исключены паяные трубчатые контакты и внедрены шины, напрямую соединяющие керамику и кристаллы силовых элементов с выходом реле. Это существенно уменьшило перегрев проводов (наконечников) в месте силовых контактов и снизило значение остаточного напряжения на 100 мВ.
• подключение стандартными наконечниками: внедрены широкие барьеры для каждого силового выхода, в которых удобно размещаются наконечники стандартных типоразмеров для соединения проводов сечением до 15 мм2. Это повысило удобство монтажа (наконечниками) и электробезопасность при эксплуатации.
• шайба не проворачивается: вместо винтов с круглой шайбой применяется винтовое соединение с квадратной несъемной шайбой. Теперь шайба не потеряется, не провернется, а благодаря насечкам на ее нижней поверхности соединение проводом стало более надежным.
• исключение эпоксидной смолы для заливки: исключение компаунда (эпоксидной смолы) для полной заливки внутренней полости изделий позволило исключить обрывы соединений при термоциклировании, снизило вес изделия на 40%, уменьшило сроки производства, снизило трудоемкость и себестоимость.
• автоматизированный контроль и испытания: автоматизированный контроль электрических параметров исключает человеческий фактор при приемо-сдаточных испытаниях и гарантирует высочайшее качество для Потребителя.

Контактный телефон для консультаций по НИР «Эрудит»:
+ 7 (4862) 303-324 доб 313.