Halbleiterrelais für die elektronische Schaltung · Checkliste für Angebotsanfragen
Checkliste für Angebotsanfragen zu Halbleiterrelais
Bei einer Angebotsanfrage für ein Halbleiterrelais müssen der Lastkreis und der Steuerkreis separat beschrieben werden. Es kann vorkommen, dass der Eingang eines Halbleiterrelais zwar mit einem Regler kompatibel ist, sein Ausgang jedoch hinsichtlich Lastspannung, Einschaltstrom, Schaltverfahren oder thermischer Umgebung ungeeignet ist. Die im Katalog angegebene Nennstromstärke allein reicht nicht aus, um diese Fragen zu klären.
Diese Checkliste hilft Ingenieuren und Beschaffungsteams dabei, vergleichbare SSR-Kandidaten anzufordern. Sie konzentriert sich auf die zu übermittelnden Informationen und die modellspezifischen Nachweise, die verlangt werden müssen. Sie erhebt nicht den Anspruch, dass ein SSR einen Schütz oder ein anderes SSR ohne Überprüfung der Schaltung und der Installation ersetzen kann.
Legen Sie die Last vor dem Relais fest
Geben Sie an, ob es sich bei der Last um eine ohmsche Heizung, ein Magnetventil, eine Lampe, einen Motor, einen Transformator oder ein anderes Gerät handelt. Geben Sie die Nennspannung, den Betriebsstrom, die Frequenz bei Wechselstromkreisen sowie die zu erwartende Stromwellenform an. Die Art der Last ist von Bedeutung, da sich Einschaltstrom, Induktivität und Kommutierungsverhalten unterscheiden. Ein Relais, das für eine Wechselstromheizung geeignet ist, ist möglicherweise nicht für einen Transformator- oder Motorstromkreis mit einem ähnlichen Dauerstrom geeignet.
Geben Sie den Anlauf- oder Einschaltstrom sowie dessen Dauer und Wiederholungshäufigkeit an, sofern bekannt. Ist dieser nicht bekannt, weisen Sie darauf hin, dass eine Messung erforderlich ist oder Informationen des Last-Herstellers benötigt werden. Wenden Sie einen in einem Leitfaden angegebenen Einbruchsstrom-Multiplikator nicht ohne Überprüfung auf eine andere reale Last an. Die genauen Angaben zum Stoßstrom des SSR müssen mit den Anforderungen der jeweiligen Anwendung verglichen werden.
Ermitteln Sie sowohl den minimalen als auch den maximalen Laststrom. Einige Ausgangstechnologien benötigen ausreichend Strom, um wie vorgesehen zu schalten oder im verriegelten Zustand zu bleiben. Sehr kleine Lasten können zudem auf Leckstrom im ausgeschalteten Zustand reagieren. In den SSR-Leitlinien von Omron wird erläutert, warum Lasttyp, Mindeststrom und Leckstrom im Rahmen einer Anwendungsprüfung berücksichtigt werden müssen; die genauen Grenzwerte hängen vom jeweiligen Modell ab.
Unterscheidung zwischen Wechselstrom- und Gleichstrom-Ausgangstechnologien
Geben Sie an, ob es sich bei der Lastversorgung um Wechselstrom oder Gleichstrom handelt. Ein Wechselstrom-SSR, der auf einem Triac- oder Thyristorausgang basiert, ist kein universeller Gleichstrom-Lastschalter. Ein Relais kann über einen Wechselstrom-Steuereingang und einen Wechselstromausgang, einen Gleichstrom-Steuereingang und einen Wechselstromausgang oder eine andere Kombination verfügen. Die Beschriftung auf der Eingangsseite allein gibt keinen Aufschluss darüber, was das Relais schalten kann.
Erkundigen Sie sich nach dem genauen Ausgangsspannungsbereich, der Frequenz, der Sperrleistung im ausgeschalteten Zustand, dem Leckstrom, dem Spannungsabfall im eingeschalteten Zustand und der Stoßspannungsfestigkeit. Für Gleichstrom-Ausgangsanwendungen sollten Sie eine Ausgangstechnologie und Nennwerte verlangen, die ausdrücklich für Gleichstrom dokumentiert sind. Leiten Sie die Gleichstromtauglichkeit nicht daraus ab, dass der Regler ein Gleichstrom-Steuersignal liefert.
Stellen Sie klar, ob der Lastkreis einpolig, mehrpolig oder mit einer bestimmten Phasenanordnung ausgelegt sein muss. Bei Verwendung eines einphasigen SSR in einer mehrphasigen Schaltung ist eine Überprüfung der Systemauslegung und der Schutzmaßnahmen erforderlich. Die Anzahl der Anschlüsse am Gehäuse reicht nicht aus, um festzustellen, wie die Last angeschlossen werden soll.
Legen Sie das Steuersignal und das Schaltverhalten fest
Geben Sie den Ausgangstyp des Reglers sowie die verfügbaren Spannungs- und Stromwerte im Ein- und Aus-Zustand an. Überprüfen Sie den Betriebsbereich des SSR-Eingangs, gegebenenfalls die Polarität, den Eingangsstrom und die Angaben zur Isolation. Ein SPS-Ausgang oder ein Temperaturregler kann selbst Leckströme aufweisen; prüfen Sie daher die gesamte Schaltung, anstatt davon auszugehen, dass die Nennspannung von “24 V” auf dem Typenschild ein störungsfreies Schalten garantiert.
Geben Sie an, ob für die Wechselstromlast ein Nulldurchgangs- oder ein zufälliges Einschaltverhalten erforderlich ist. Beim Nulldurchgangsschalten erfolgt das Einschalten nahe einem Nulldurchgang der Wechselspannung, was in einigen Anwendungen mit ohmschen Lasten das Schaltgeräusch verringern kann. Der zufällige Einschaltbetrieb kann für die Phasensteuerung oder andere zeitliche Anforderungen relevant sein. Keiner der beiden Modi ist grundsätzlich vorzuziehen; die Entscheidung hängt von der Last und der Reglerstrategie ab.
Halten Sie die gewünschte Schaltfrequenz und den gewünschten Tastgrad fest. Häufiges Ein- und Ausschalten kann ein SSR attraktiv machen, da es im Gegensatz zu einem Schütz keine mechanischen Leistungskontakte gibt, die verschleißen können; allerdings entsteht dabei auch eine kontinuierliche Wärmeentwicklung im eingeschalteten Zustand, was die Anforderungen an den Schutz oder den Ausfallzustand erschweren kann. Vergleichen Sie die jeweilige Technologie genau mit der Anwendung, anstatt “Halbleitertechnik” pauschal als Vorteil zu betrachten.
Berücksichtigung von Leckströmen außerhalb des Betriebszustands und des Ausfallverhaltens
SSRs können einen geringen Strom im ausgeschalteten Zustand leiten. Empfindliche Lampen, Anzeigen, SPS-Eingänge und andere Lasten mit geringer Leistungsaufnahme können leuchten, teilweise unter Spannung bleiben oder sich nicht zurücksetzen, wenn der Leckstrom nicht berücksichtigt wird. Erfragen Sie die genauen Leckstromdaten des jeweiligen Modells bei der entsprechenden Ausgangsspannung und vergleichen Sie diese mit dem Auslöseverhalten der Last. Gehen Sie nicht davon aus, dass ein AUS-Befehl denselben physikalischen Spalt erzeugt wie ein offener mechanischer Kontakt.
Legen Sie die erforderliche Reaktion auf einen Ausfall des SSR fest, einschließlich der Frage, ob eine unabhängige Trennvorrichtung oder eine Schutzeinrichtung erforderlich ist. Bei einigen Ausfallarten von Halbleitern kann die Last unter Spannung bleiben. Die Systemsicherheitsanalyse sollte sich nicht ausschließlich auf ein SSR als einzige Trennvorrichtung stützen, es sei denn, die genaue Architektur und die Zulassungen unterstützen die beabsichtigte Funktion ausdrücklich.
Halten Sie fest, wer für den Sicherungs- oder Kurzschlussschutz zuständig ist. SSR-Halbleiterelemente können durch Fehlerenergie schneller beschädigt werden, als herkömmliche vorgeschaltete Schutzvorrichtungen ansprechen. Holen Sie die Koordinierungsempfehlungen des Herstellers für das vorgeschlagene Modell und die entsprechende Fehlerhöhe ein; leiten Sie den Schutz nicht aus der Nennstromstärke ab.
Geben Sie mit der aktuellen Anfrage Informationen zur Kühlung an
Ein SSR gibt Leistung ab, solange er Strom führt. Die Wärmeentwicklung hängt von der Ausgangstechnologie und der Betriebsart ab. Geben Sie die maximale lokale Umgebungstemperatur, die Gehäusetemperatur, den Luftstrom und die Montagefläche an und geben Sie an, ob bereits ein Kühlkörper vorhanden ist. Fordern Sie die für das jeweilige Modell geltende Derating-Kurve oder thermische Spezifikationen unter diesen Bedingungen an.
Der SSR-Anwendungsleitfaden von Omron stellt einen Zusammenhang zwischen den Nennlastströmen, den Umgebungsbedingungen und der Wahl des Kühlkörpers her und empfiehlt, die Temperatur im Betriebszustand zu überprüfen. Dieses Prinzip lässt sich übertragen; die von Omron genannten Beispiele für Kühlkörper und Nennwerte stellen keine Spezifikationen für ein RITOKS-Produkt dar. Fordern Sie die spezifischen thermischen Daten und die Montageanleitung des vorgeschlagenen SSR an.
Stellen Sie sich mehrere nebeneinander montierte SSRs vor. Ihre gesamte Wärmeabgabe kann die lokale Lufttemperatur erhöhen. Dokumentieren Sie den Abstand zwischen den Bauteilen und die Belüftung des Gehäuses und prüfen Sie anschließend die montierte Baugruppe unter repräsentativer Last. Ein im Freiluftlabor ermittelter Nennwert sollte nicht direkt auf einen dicht bestückten, geschlossenen Schrank übertragen werden.
Paket, Endgeräte und Dienstzugang angeben
Teilen Sie uns die zulässige Einbaufläche, die Höhe, den Anschlussart, die Leiterquerschnitte und den verfügbaren Freiraum mit. Geben Sie an, ob das Produkt auf einer Leiterplatte, in einem Schaltschrank oder auf einer DIN-Schiene montiert werden soll. Sowohl ein Relais für die Leiterplattenmontage als auch ein Leistungs-Halbleiterrelais für die Schaltschrankmontage können als “Halbleiterrelais” bezeichnet werden, erfordern jedoch sehr unterschiedliche mechanische und thermische Anforderungen.
Fragen Sie nach der genauen Anschlusszeichnung, der Montageanleitung und den Artikelnummern für eventuelles Zubehör. Geben Sie an, ob eine Statusanzeige oder ein Diagnoseausgang benötigt wird. Handelt es sich um ein Austauschprojekt, fotografieren Sie das vorhandene Typenschild und legen Sie zusätzlich den Schaltplan bei; das alte Gehäuse gibt möglicherweise nicht alle elektrischen Anforderungen wieder.
Vergleichstabelle für Angebotsanfragen
| RFQ-Feld | Projektbeitrag | Nachweise des Lieferanten |
|---|---|---|
| Laden | Typ, Spannung, Dauer-/Einschaltstrom | Nenn- und Spitzenleistungen |
| Steuerung | Signalpegel und Schaltstrategie | Eingangsbereich und Betriebsart |
| Ausgeschaltet | Lastabwurf und Sicherheitsanforderungen | Daten zu Leckagen und Isolierung |
| Thermisch | Umgebungsbedingungen, Montage und Luftstrom | Hinweise zur Leistungsreduzierung und zum Kühlkörper |
| Körperlich | Platz auf der Leiterplatte/Platte und Anschlüsse | Maß- und Schaltplan |
| Schutz | Fehlerpegel und vorgeschaltetes Gerät | Leitfaden zur Koordination |
Verwenden Sie für jeden Bieter dieselben Projekteingaben. Vermerken Sie Unbekannte als solche und bitten Sie jeden Anbieter, die Annahmen in seinem Angebot offenzulegen. Ein generisches “gleichwertiges” Angebot sollte erst dann genehmigt werden, wenn die Ausgangstechnologie, die thermische Leistung, die Leckage und die Bauform anhand der tatsächlichen Anwendung überprüft wurden.
Überprüfen Sie den eingestellten Schaltzyklus
Testen Sie vor der Freigabe einen repräsentativen Lastzyklus mit dem ausgewählten SSR und der gewählten Kühlung. Erfassen Sie den Einschaltstrom, die lokale Umgebungstemperatur, die Gehäuse- oder Kühlkörpertemperatur sowie das Verhalten der Last, nachdem der Eingangsbefehl ausgeschaltet wurde. Ein kurzer Test ohne Last auf dem Prüfstand kann zwar die Verdrahtung der Steuerung bestätigen, lässt sich jedoch nicht die Auswirkungen von Einschaltstrom, Dauererwärmung oder Leckstrom auf die tatsächliche Last überprüfen.
Beziehen Sie den tatsächlichen Ausgang des Reglers in den Test ein. Ein SSR verhält sich unter Laborbedingungen möglicherweise korrekt, während ein SPS-Ausgang oder ein Temperaturregler ein anderes Leckstromverhalten im ausgeschalteten Zustand oder ein anderes Impulsmuster aufweist. Wenn der Prozess schnelle Zyklen durchläuft, beobachten Sie mehrere Zyklen bei repräsentativer Temperatur und nicht nur den ersten Kaltstart. Speichern Sie die Einstellungen und Testbedingungen, damit ein späterer Austausch anhand der ursprünglichen Qualifizierung überprüft werden kann.
So fragen Sie bei RITOKS nach einem Kandidaten
Die Kategorie „Halbleiterrelais“ gibt die Unternehmensgruppe an. Die Seite zum XSSR-P2 AC-Halbleiterrelais ist ein Anhaltspunkt für die dokumentierte Anwendung, stellt jedoch keine Garantie dafür dar, dass sie für jede Last, jeden Steuerausgang oder jede Kühlkörperanordnung geeignet ist.
Bitte senden Sie die Lastkurve, das Reglersignal, den Schaltmodus, die Leckageempfindlichkeit, den Kühlplan und die Gehäusevorgaben über RITOKS-Kontakt. Fordern Sie eine genaue Bestellnummer mit Ein- und Ausgangsdaten, der Leistungsreduzierungskurve, dem Schaltplan und der Montageanleitung an. Geben Sie in derselben Angebotsanfrage sowohl die Steuer- als auch die Lastkreise an.
Häufig gestellte Fragen
Bedeutet ein Gleichstrom-Steuereingang, dass das Relais Gleichstrom schalten kann?
Nein. Die Eingangs- und Ausgangsspezifikationen sind voneinander getrennt. Überprüfen Sie die Ausgangstechnologie sowie deren Nennspannung und Nennstrom für die tatsächliche Lastversorgung.
Schaltet ein SSR die Last wirklich ab?
Es kann zu Leckströmen im ausgeschalteten Zustand kommen. Stellen Sie sicher, dass die angeschlossene Last ordnungsgemäß abgeschaltet wird, und sorgen Sie für eine unabhängige Trennung, wo dies vom System gefordert wird.
Ist ein Kühlkörper optional, wenn der Strom unter dem auf dem Typenschild angegebenen Wert liegt?
Nicht unbedingt. Beachten Sie die Angaben zu Umgebungstemperatur, Betriebsbedingungen, Einbauart sowie die Leistungsreduzierungs- oder Kühlkörperanweisungen für das jeweilige Modell. Die Einbaubedingungen bestimmen die thermische Reserve.
Fazit
Eine Angebotsanfrage für Halbleiterrelais gilt erst dann als vollständig, wenn Last, Steuerung, Schaltung, Leckstrom, Fehlersicherung und thermische Installation vollständig definiert sind. Die Forderung nach Angaben zum genauen Modell für jedes Feld verhindert, dass ein Relais mit einer übereinstimmenden Ampere-Angabe als zugelassener Ersatz behandelt wird.