В настоящее время широкое распространение получили твердотельные реле (ТТР) на основе силовых полупроводниковых ключей. К их основным преимуществам перед электромагнитными реле можно отнести:
- отсутствие дребезга и механического износа контактов;
- высокая скорость работы;
- высокая надёжность.
Основной функцией ТТР является коммутация нагрузки по сигналу управления. Функционал большинства присутствующих на рынке изделий этим и ограничивается. Однако ряд применений ТТР требует удалённого контроля работоспособности, например при размещении реле в местах, доступ к которым затруднён.
Указанные требования привели к появлению на рынке ТТР с контролем функционирования (КФ). Такие ТТР предоставляют пользователю обратную связь в виде статусного сигнала (называемого часто сигналом «ошибка»), сообщающего о состоянии реле и нагрузки.
Рассмотрим типичные неисправности, которые могут произойти в ходе эксплуатации ТТР, включённого по схеме, представленной на рисунке 1.
В таблице 1 представлены возможные состояния реле в зависимости от приложенных к нему воздействий.
Как видно из таблицы, только состояния 1 и 2 являются нормальными режимами функционирования реле, все остальные аварийные. Реле с КФ обязано корректно обрабатывать все аварийные состояния, выставляя соответствующий сигнал статуса.
Анализ ряда ТТР переменного тока с КФ, представленных на рынке, выявил ряд недостатков, присущих большинству из них, а именно:
- неполный контроль состояния реле в соответствии с таблицей 1: часть протестированных реле была неспособна определить отказ схемы управления;
- не детектируется неисправность силового выхода в одной полярности (при выходе из строя одного силового ключа);
- невозможность определения обрыва цепи питания: при обрыве питания выход ошибки переводился в состояние «отсутствие ошибки»;
- отсутствие раздельной индикации наличия питания и входного сигнала, что может ввести пользователя в заблуждение относительно причины отказа ТТР.
В ходе научноисследовательской работы «Эрудит» на предприятии ЗАО «ПротонИмпульс» была разработана и освоена в промышленном производстве линейка ТТР переменного тока с КФ, лишённая указанных недостатков.
В таблице 2 представлены основные электрические параметры представленной линейки. Функциональная схема и габаритный чертёж данных реле приведены на рисунке 2.
Можно отметить следующие особенности разработанной линейки, повышающие надёжность и удобство эксплуатации ТТР:
- коммутация напряжения в нуле фазы в произвольный момент времени (по выбору);
- раздельная светодиодная индикация наличия питания, сигнала управления, ошибки функционирования;
- защита от перенапряжений по входу и выходу с помощью защитных диодов (TVS);
- повышенная помехозащищённость по цепям управления благодаря использованию входных и выходных буферов с триггерами Шмитта;
- низкий ток управления;
- широкий диапазон напряжений питания (4,2...32 В) и управления (3...32 В);
- сигнал ошибки формируется по схеме «открытый сток», что позволяет корректно определять обрыв цепи питания ТТР;
- высокая нагрузочная способность выхода «Ошибка» (300 мА / 50 В).
Указанные преимущества разработанной линейки ТТР позволяют рекомендовать их к применению в следующих областях:
- управление удалёнными объектами, находящимися в труднодоступной местности;
- системы, требующие повышенной надёжности (железнодорожный транспорт, электростанции, системы бесперебойного энергообеспечения и т.д.);
- системы управления и мониторинга производства, в том числе опасных для здоровья производств;
- системы, требующие высокой скорости выявления неисправности, проведения диагностики и наладки;
- интегрированные системы управления с обратной связью.
Внешний вид ТТР линейки «Эрудит» – на рисунке 3.
Ознакомиться с подробным описанием новой линейки ТТР можно на сайте ЗАО «ПротонИмпульс». Компания принимает заявки на поставку промышленных партий данных ТТР.
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
