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Guida alla scelta dei relè a stato solido: carico, ingresso di comando e progettazione termica
La scelta di un relè a stato solido parte dal carico e dal regime di funzionamento, non da un singolo valore di corrente nominale. L'architettura di uscita, la tensione di carico, la corrente stazionaria e di spunto, l'ingresso di controllo, la modalità di commutazione, l'isolamento, le condizioni ambientali, il montaggio e la documentazione termica sono tutti fattori che influenzano la scelta specifica.
La presente guida illustra il flusso di lavoro relativo all'approvvigionamento e alle richieste di preventivo. Non prevede il calcolo delle dimensioni dei dissipatori di calore, la pubblicazione di un fattore di derating universale, la selezione dei dispositivi di protezione né fornisce indicazioni sul cablaggio di installazione.
Guida rapida alla scelta dei relè a stato solido
Le linee guida tecniche di OMRON distinguono tra tipo di carico dell'SSR, elemento di uscita, circuito di ingresso, comportamento di commutazione e dissipazione termica. Queste relazioni generali sono alla base del processo di selezione descritto di seguito; i valori nominali dei prodotti OMRON non corrispondono ai dati dei prodotti RITOKS.
| Dati di selezione | Cosa definire o verificare |
|---|---|
| Tipo di carico | Comportamento del carico resistivo, induttivo, del motore, della lampada, del trasformatore o di altro tipo documentato. |
| Architettura di uscita | Uscita in corrente alternata o continua, elemento di uscita e numero di fasi controllate. |
| Tensione/corrente di carico | Intervallo di funzionamento, corrente costante, carico minimo e indicatori di corrente di spunto o di picco. |
| Dati di controllo | Tensione/corrente di controllo e requisiti di interfaccia. |
| Modalità di commutazione | Commutazione al passaggio per lo zero o casuale, ove documentata e adeguata all’applicazione. |
| Progettazione termica | Temperatura ambiente, montaggio, spaziatura, curva di derating e percorso di dissipazione del calore. |
| Protezione | Documentazione dettagliata relativa alla protezione da cortocircuito, sovratensione e guasti di carico. |
| Documentazione | Scheda tecnica, codice modello, disegno, informazioni sui collegamenti e certificati richiesti. |
1. Iniziare dal carico e dal modello di funzionamento
Carichi diversi possono presentare comportamenti diversi in fase di avvio o di commutazione. Registrare il tipo di carico, la tensione di funzionamento, la corrente stazionaria, il comportamento previsto in termini di corrente di spunto o di picco, la frequenza di commutazione e il ciclo di lavoro. Non applicare un unico moltiplicatore generico o margine di corrente a tutti i carichi.
La scheda tecnica dell'SSR deve specificare con precisione il carico e le modalità operative. Se il comportamento del carico è incerto, richiedere una valutazione dell'applicazione anziché basarsi esclusivamente sulla corrente in regime stazionario.
2. Verificare l'architettura di uscita e i valori nominali di carico
Per prima cosa, distinguere gli SSR con uscita in CA da quelli con uscita in CC. Verificare quindi i dati relativi all’elemento di uscita, all’intervallo di tensione del carico, all’intervallo di corrente del carico, al carico minimo e alla resistenza alle sovratensioni per il modello specifico. Il fatto che un SSR in CA sia destinato al montaggio su PCB non implica che un SSR in CC o trifase sia destinato al montaggio su pannello.
Il pubblicato XSSR-P2 Relè a stato solido CA per montaggio su PCB Ne è un esempio calzante: descrive modelli con uscita in corrente alternata, tensione di carico compresa tra 24 e 240 V CA e corrente di carico massima di 2 A o 3 A. Questi valori non costituiscono regole generali per la scelta degli SSR.
3. Adeguare l'ingresso di controllo ai requisiti di isolamento
Il controller deve fornire la tensione e la corrente di ingresso richieste dal specifico SSR. Verificare l'interfaccia, la polarità di ingresso (ove applicabile) e la certificazione di isolamento richiesta. Non dare per scontato che ogni tensione di comando nominale sia disponibile in ogni modello di uscita.
XSSR-P2 supporta opzioni di controllo a 5 V, 12 V e 24 V CC con corrente di controllo compresa tra 6 e 30 mA e isolamento optoelettronico. La tabella completa dei modelli è ancora disponibile nella documentazione tecnica di riferimento.
4. Verifica del passaggio per lo zero o della commutazione casuale
Per gli SSR con uscita in corrente alternata, la commutazione al passaggio per lo zero e quella casuale descrivono comportamenti di attivazione diversi. OMRON spiega che la funzione di commutazione al passaggio per lo zero attiva il dispositivo in prossimità del passaggio per lo zero della tensione alternata e può ridurre il rumore di commutazione per carichi adeguati. La commutazione casuale può essere necessaria per diversi metodi di controllo. Nessuna delle due è universalmente superiore all’altra.
XSSR-P2 indica che le modalità di attivazione “zero-cross” o “random” dipendono dal modello. Specificare l’applicazione e il metodo di controllo richiesto, quindi confermare il suffisso o il modello esatto.
5. Considerare la progettazione termica come specifica per ciascun modello
Gli stadi di uscita a semiconduttori generano calore quando trasportano corrente di carico. La corrente ammissibile dipende dal tipo specifico di contenitore, dal metodo di montaggio, dalla temperatura ambiente, dalla distanza tra i componenti e dal percorso di dissipazione del calore documentato. La corrente indicata sulla targhetta non costituisce di per sé un progetto termico.
Attenersi rigorosamente alla curva di derating e alle istruzioni di montaggio fornite dal produttore. Il presente articolo non fornisce indicazioni relative al dissipatore di calore, alla resistenza termica, alla riduzione di corrente o al limite di temperatura dell'involucro per l'XSSR-P2 o qualsiasi altro SSR.
6. Verifica della protezione e del comportamento in caso di guasto
Gli elementi di uscita degli SSR possono subire danni a causa di anomalie di carico, sovratensioni esterne, correnti di spunto eccessive o surriscaldamento. I fusibili, gli interruttori automatici, i dispositivi di protezione contro le sovratensioni o i circuiti di sicurezza richiesti devono essere indicati nella documentazione specifica dell’SSR e dell’applicazione.
I relativi Fusibile a semiconduttore RS95 aR è una famiglia di prodotti a sé stante. Il fatto che faccia parte dello stesso gruppo di prodotti di elettronica di potenza non implica che sia compatibile con XSSR-P2.
7. Distinguere chiaramente la scelta dell'SSR da quella del contattore
Un SSR utilizza la commutazione a semiconduttori e presenta caratteristiche diverse rispetto a un contattore elettromeccanico in termini di dispersioni, dissipazione termica e guasti. Un contattore utilizza una bobina e contatti meccanici e presenta caratteristiche diverse in termini di ciclo di lavoro e resistenza. Il Guida alla scelta dei contattori CA andrebbe utilizzato quando si sta valutando tale architettura.
L'attuale Guida alla scelta dei moduli a tiristori SCR riguarda inoltre una forma diversa del prodotto. Non considerare un modulo di potenza discreto e un SSR finito come lo stesso oggetto di selezione.
Esempio pubblicato di RITOKS XSSR-P2
| Campo pubblicato | Prove relative all'XSSR-P2 | Utilizzo della selezione |
|---|---|---|
| Modelli | XSSR-2402P2 / XSSR-2403P2 | Verificare il modello esatto. |
| Risultato | AC, tiristore bidirezionale, normalmente aperto | Non applicare agli SSR con uscita in corrente continua. |
| Tensione di carico | 24-240 V CA | Rispettare l'intervallo di corrente alternata indicato. |
| Corrente di carico massima | 2A / 3A per modello | Non utilizzare senza aver verificato le caratteristiche termiche e di carico. |
| Corrente di carico minima | 0.03A | Rimanete fedeli a quella specifica famiglia. |
| Opzioni di controllo | 5 / 12 / 24 V CC; 6-30 mA | Verificare la versione esatta del file di input. |
| Modalità di attivazione | A passaggio per lo zero o casuale, a seconda del modello | Verificare il suffisso del modello richiesto. |
| Montaggio | Circuito stampato con fori passanti, a doppia fila | Esempio di SSR non montato su pannello. |
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Informazioni da includere in una richiesta di offerta (RFQ) relativa a un SSR
- Tipo di carico e modalità di funzionamento
- Requisiti relativi all'uscita in corrente alternata o continua
- Dati relativi alla tensione di carico, alla corrente costante e alle correnti di spunto/picco
- Controllo della tensione di ingresso, della corrente e dell'interfaccia
- Comportamento di commutazione richiesto: al passaggio per lo zero o casuale
- Frequenza di commutazione e ciclo di lavoro
- Temperatura ambiente, montaggio, distanze e condizioni dell’involucro
- Documentazione obbligatoria relativa al declassamento e alle caratteristiche termiche
- Documentazione richiesta relativa ai dispositivi di protezione e ai circuiti di sicurezza
- Modello esatto, disegno, informazioni sui collegamenti e certificati
- Quantità e destinazione
Riferimenti tecnici
- OMRON — Spiegazione tecnica sui relè a semiconduttori — Supporta i concetti di ingresso/uscita SSR, il comportamento di commutazione e gli aspetti termici specifici del modello.
- OMRON — Precauzioni generali relative ai relè a stato solido — Consente di verificare il tipo di carico, il comportamento all’accensione, le protezioni e le condizioni termiche sulla base della documentazione esatta.
- OMRON — Corrente di carico e temperatura ambiente per i relè a semiconduttori — Consente di considerare la capacità di corrente di carico come dipendente dalle condizioni ambientali e di montaggio.
Domande frequenti
Posso scegliere un SSR basandomi esclusivamente sulla corrente di carico costante?
No. È necessario esaminare anche il tipo di carico, il comportamento in termini di corrente di spunto o picchi, lo schema di commutazione, le condizioni termiche, l’ingresso di controllo e i dati esatti relativi al declassamento.
La commutazione al passaggio per lo zero è sempre la scelta giusta?
No. La commutazione al passaggio per lo zero e quella casuale rispondono a requisiti di controllo diversi. Fare riferimento alla documentazione specifica dell'applicazione e del modello.
Ogni SSR richiede un dissipatore di calore?
Non dedurre la necessità di un dissipatore di calore basandosi esclusivamente sul termine SSR. Fare riferimento alla documentazione specifica relativa al contenitore, alla corrente, alla temperatura ambiente, al montaggio e al declassamento.
I dati dell'XSSR-P2 possono essere utilizzati per un SSR da montaggio su pannello?
Il modello XSSR-P2 appartiene a una famiglia di dispositivi con uscita in corrente alternata e montaggio a foro passante su PCB. Altre configurazioni di involucro e di uscita richiedono una propria documentazione.
È possibile specificare l'RS95 come fusibile di protezione per l'XSSR-P2?
Non viene rivendicato alcun abbinamento in assenza di prove precise relative alla protezione e al coordinamento per l'SSR e il circuito selezionati.
Verifica della configurazione di un relè a stato solido
Inviare a RITOKS le caratteristiche di carico, i requisiti di uscita e di controllo, la modalità di commutazione, le condizioni termiche, le esigenze in materia di protezione, la quantità e la destinazione per una valutazione del modello specifico.