คู่มือการเลือกรีเลย์แบบโซลิดสเตต: การออกแบบด้านโหลด สัญญาณควบคุม และระบบระบายความร้อน

คู่มือนี้อธิบายขั้นตอนการจัดหาและขอเสนอราคา (RFQ) แต่ไม่รวมถึงการคำนวณฮีตซิงค์ การกำหนดค่าลดกำลังแบบสากล การเลือกอุปกรณ์ป้องกัน หรือการติดตั้งระบบสายไฟ.

คู่มือการเลือกรีเลย์แบบโซลิดสเตตแบบสรุป

คู่มือทางเทคนิคของ OMRON แบ่งประเภทโหลด SSR, องค์ประกอบออก, วงจรเข้า, พฤติกรรมการสลับ และการระบายความร้อน ความสัมพันธ์ทั่วไปเหล่านี้ช่วยสนับสนุนขั้นตอนการเลือกผลิตภัณฑ์ดังต่อไปนี้; ค่าพารามิเตอร์ของผลิตภัณฑ์ OMRON ไม่ใช่ข้อมูลผลิตภัณฑ์ของ RITOKS.

ข้อมูลการเลือก	สิ่งที่ต้องกำหนดหรือตรวจสอบ
ประเภทการโหลด	แบบต้านทาน แบบเหนี่ยวนำ แบบมอเตอร์ แบบหลอดไฟ แบบหม้อแปลง หรือพฤติกรรมโหลดอื่น ๆ ที่มีการบันทึกไว้.
สถาปัตยกรรมด้านผลลัพธ์	สัญญาณออก AC หรือ DC, องค์ประกอบออก และจำนวนเฟสที่ควบคุม.
แรงดัน/กระแสไฟฟ้าโหลด	ช่วงการทำงาน, กระแสคงที่, โหลดขั้นต่ำ และหลักฐานการเกิดกระแสเริ่มต้นหรือกระแสกระชาก.
ข้อมูลควบคุม	ข้อกำหนดเกี่ยวกับแรงดัน/กระแสควบคุม และข้อกำหนดด้านอินเทอร์เฟซ.
โหมดการสลับ	การสลับแบบ Zero-cross หรือแบบสุ่ม ตามที่ระบุไว้ในเอกสารและเหมาะสมกับแอปพลิเคชัน.
การออกแบบระบบความร้อน	อุณหภูมิแวดล้อม, การติดตั้ง, ระยะห่าง, เส้นโค้งลดกำลัง และเส้นทางระบายความร้อน.
การคุ้มครอง	เอกสารการป้องกันการลัดวงจร การกระชากกระแสไฟฟ้า และข้อผิดพลาดของโหลดอย่างครบถ้วน.
เอกสารประกอบ	ใบข้อมูลทางเทคนิค, รหัสแบบ, แบบวาด, ข้อมูลการเชื่อมต่อ และใบรับรองที่จำเป็น.

1. เริ่มต้นจากปริมาณการโหลดและรูปแบบการทำงาน

โหลดต่าง ๆ อาจมีพฤติกรรมการเริ่มต้นหรือการสลับที่ต่างกัน ให้บันทึกประเภทโหลด แรงดันทำงาน กระแสคงที่ พฤติกรรมกระแสกระชากหรือกระแสกระชากที่คาดการณ์ ความถี่การสลับ และรอบการทำงาน อย่าใช้ตัวคูณหรือค่าเผื่อกระแสแบบทั่วไปเดียวกันกับโหลดทุกชนิด.

ใบข้อมูล SSR ที่ถูกต้องต้องระบุถึงโหลดและรูปแบบการทำงาน หากพฤติกรรมของโหลดยังไม่ชัดเจน ให้ขอการตรวจสอบการใช้งานแทนที่จะเลือกจากค่ากระแสในสภาวะคงที่เพียงอย่างเดียว.

2. ยืนยันโครงสร้างระบบออกและค่าโหลดที่กำหนด

ก่อนอื่น ให้แยก SSR แบบ AC-output และ DC-output ออกจากกัน จากนั้นตรวจสอบข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบเอาต์พุต ช่วงความตึงของโหลด ช่วงกระแสโหลด โหลดขั้นต่ำ และข้อมูลความทนทานต่อกระแสกระชาก สำหรับรุ่นที่ตรงกัน SSR แบบ AC ที่ติดตั้งบน PCB ไม่สามารถใช้เป็นหลักฐานยืนยันได้ว่าเป็น SSR แบบ DC หรือ SSR สามเฟสที่ติดตั้งบนแผงควบคุม.

ที่เผยแพร่ XSSR-P2 รีเลย์แบบโซลิดสเตต AC สำหรับติดตั้งบน PCB เป็นตัวอย่างที่ชัดเจน: เอกสารนี้ระบุถึงการออกแรงดัน AC, แรงดันโหลด AC 24-240V และรุ่นที่มีกระแสโหลดสูงสุด 2A หรือ 3A ค่าเหล่านี้ไม่ใช่หลักการทั่วไปในการเลือก SSR.

3. ให้สอดคล้องกับข้อมูลการควบคุมและข้อกำหนดด้านการแยกระบบ

ตัวควบคุมต้องจัดหาแรงดันและกระแสไฟฟ้าเข้าตามที่ SSR รุ่นนั้นต้องการ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอินเทอร์เฟซและขั้วแรงดันเข้า (หากมี) ถูกต้อง รวมถึงหลักฐานการแยกทางไฟฟ้าที่จำเป็น อย่าสมมติว่าแรงดันควบคุมตามค่ามาตรฐานทุกชนิดจะมีอยู่ในทุกรุ่นของตัวควบคุม.

XSSR-P2 ระบุตัวเลือกการควบคุมกระแสตรง (DC) 5V, 12V และ 24V พร้อมกระแสควบคุม 6-30mA และการแยกทางออปโตอิเล็กทรอนิกส์ การแมปแบบจำลองที่ครบถ้วนยังคงอ้างอิงจากเอกสารการสั่งซื้อที่ถูกต้อง.

4. ตรวจสอบการข้ามศูนย์หรือการสลับแบบสุ่ม

สำหรับ SSR ที่มีเอาต์พุต AC การสวิตช์แบบ zero-cross และการสวิตช์แบบสุ่มแสดงถึงพฤติกรรมการเปิดที่ต่างกัน OMRON อธิบายว่า ฟังก์ชัน zero-cross จะเปิดใกล้จุดที่แรงดัน AC ผ่านศูนย์ และสามารถลดเสียงรบกวนจากการสวิตช์ได้สำหรับโหลดที่เหมาะสม ส่วนการสวิตช์แบบสุ่มอาจจำเป็นสำหรับวิธีการควบคุมที่แตกต่างกัน ไม่มีวิธีใดที่เหนือกว่าอย่างเด็ดขาด.

XSSR-P2 ระบุว่าโหมดทริกเกอร์แบบ zero-cross หรือแบบสุ่มขึ้นอยู่กับรุ่นของอุปกรณ์ โปรดระบุการใช้งานและวิธีการควบคุมที่ต้องการ จากนั้นยืนยันส่วนท้ายหรือรุ่นที่ถูกต้อง.

5. ถือว่าการออกแบบทางความร้อนเป็นเรื่องเฉพาะสำหรับแต่ละแบบจำลอง

ขั้นส่งออกของเซมิคอนดักเตอร์จะสร้างความร้อนขณะนำกระแสโหลด กระแสไฟฟ้าที่อนุญาตขึ้นอยู่กับประเภทแพ็กเกจที่ใช้งาน วิธีการติดตั้ง อุณหภูมิแวดล้อม ระยะห่าง และเส้นทางการระบายความร้อนที่ระบุไว้ในเอกสาร ข้อมูลกระแสไฟฟ้าที่ระบุบนป้ายชื่อเพียงอย่างเดียวไม่ถือเป็นการออกแบบทางความร้อน.

ใช้เส้นโค้งการลดกำลัง (derating curve) และคำแนะนำการติดตั้งจากผู้ผลิตอย่างถูกต้อง บทความนี้ไม่ได้ระบุถึงฮีตซิงค์ ค่าความต้านทานความร้อน การลดกระแสไฟฟ้า หรือขีดจำกัดอุณหภูมิของตู้สำหรับ XSSR-P2 หรือ SSR รุ่นอื่นใด.

6. ตรวจสอบระบบป้องกันและพฤติกรรมเมื่อเกิดข้อผิดพลาด

องค์ประกอบเอาต์พุตของ SSR อาจได้รับความเสียหายจากความผิดปกติของโหลด กระแสกระชากจากภายนอก กระแสเริ่มต้นที่มากเกินไป หรือความร้อนสูงเกินไป ฟิวส์ เบรกเกอร์วงจร อุปกรณ์ป้องกันกระแสกระชาก หรือวงจรความปลอดภัยที่จำเป็น ต้องเป็นไปตามข้อมูลจำเพาะของ SSR และเอกสารการใช้งานที่ระบุไว้อย่างชัดเจน.

ที่เกี่ยวข้อง ฟิวส์เซมิคอนดักเตอร์ RS95 aR เป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่แยกต่างหาก การที่ผลิตภัณฑ์นี้อยู่ในกลุ่มอิเล็กทรอนิกส์กำลังเดียวกัน ไม่ได้หมายความว่าจะมีความเข้ากันได้กับ XSSR-P2.

7. ให้การเลือก SSR และคอนแทคเตอร์เป็นสองเรื่องที่แยกกัน

SSR ใช้ระบบสวิตช์แบบกึ่งตัวนำ และมีปัจจัยที่ต้องพิจารณาเกี่ยวกับกระแสรั่ว ความร้อน และการล้มเหลวที่แตกต่างจากคอนแทคเตอร์แบบกลไก-ไฟฟ้า ส่วนคอนแทคเตอร์ใช้ขดลวดและจุดสัมผัสแบบกลไก และมีข้อมูลเกี่ยวกับอัตราการทำงานและความทนทานที่แตกต่างออกไป คู่มือการเลือกคอนแทคเตอร์ AC ควรใช้เมื่อกำลังพิจารณาสถาปัตยกรรมดังกล่าว.

ที่มีอยู่ คู่มือการเลือกโมดูลไทริสเตอร์ SCR ยังครอบคลุมรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่ต่างกันด้วย อย่าถือว่าโมดูลกำลังแบบแยกส่วนและ SSR ที่เสร็จสมบูรณ์เป็นวัตถุการเลือกเดียวกัน.

ตัวอย่าง RITOKS XSSR-P2 ที่ได้เผยแพร่แล้ว

ฟิลด์ที่เผยแพร่	หลักฐาน XSSR-P2	การใช้การคัดเลือก
แบบจำลอง	XSSR-2402P2 / XSSR-2403P2	ตรวจสอบรุ่นที่ถูกต้อง.
ผลลัพธ์	AC, ไทรสเตอร์สองทิศทาง, สภาวะปกติเปิด	ไม่ใช้กับ SSR ที่มีเอาต์พุตแบบ DC.
แรงดันโหลด	24-240 V AC	ให้รักษาช่วงอุณหภูมิ AC ตามที่ระบุไว้.
กระแสโหลดสูงสุด	2A / 3A ตามรุ่น	อย่าใช้โดยไม่ตรวจสอบอุณหภูมิและโหลดก่อน.
กระแสโหลดขั้นต่ำ	0.03A	ให้คงความเชื่อมโยงกับครอบครัวนั้นอย่างแม่นยำ.
ตัวเลือกการควบคุม	5 / 12 / 24V DC; 6-30mA	ยืนยันเวอร์ชันที่ป้อนข้อมูลอย่างถูกต้อง.
โหมดทริกเกอร์	แบบข้ามศูนย์หรือแบบสุ่ม ขึ้นอยู่กับแบบจำลอง	ยืนยันส่วนท้ายของรุ่นที่ต้องการ.
การติดตั้ง	รูผ่านบน PCB, 2 แถว	ไม่ใช่ตัวอย่าง SSR ที่ติดตั้งบนแผงควบคุม.

ดู รีเลย์แบบโซลิดสเตต หมวดหมู่สำหรับตระกูลที่เผยแพร่ในปัจจุบัน.

ข้อมูลที่ควรระบุในคำขอเสนอราคา (RFQ) สำหรับการวิจัยเชิงนโยบาย (SSR)

• ประเภทการโหลดและรูปแบบการทำงาน
• ข้อกำหนดเกี่ยวกับสัญญาณออก AC หรือ DC
• ข้อมูลเกี่ยวกับแรงดันโหลด กระแสคงที่ และกระแสเริ่มต้น/กระแสกระชาก
• ควบคุมแรงดันไฟฟ้าเข้า กระแสไฟฟ้า และอินเทอร์เฟซ
• จำเป็นต้องมีพฤติกรรมการสลับแบบ zero-cross หรือแบบสุ่ม
• ความถี่การสลับและวงจรการทำงาน
• อุณหภูมิรอบตัว, การติดตั้ง, ระยะห่าง และสภาพของตู้
• เอกสารเกี่ยวกับการลดกำลังและเอกสารด้านความร้อนที่จำเป็น
• หลักฐานเกี่ยวกับอุปกรณ์ป้องกันและวงจรความปลอดภัยที่จำเป็น
• แบบจำลองที่ถูกต้อง, แบบวาด, ข้อมูลการเชื่อมต่อ และใบรับรอง
• จำนวนและจุดหมายปลายทาง

เอกสารอ้างอิงทางเทคนิค

• OMRON — คำอธิบายทางเทคนิคเกี่ยวกับรีเลย์แบบโซลิดสเตต — รองรับหลักการเข้า/ออกของ SSR พฤติกรรมการสลับ และปัจจัยทางความร้อนที่เฉพาะตัวของโมเดล.
• OMRON — ข้อควรระวังทั่วไปสำหรับรีเลย์แบบโซลิดสเตต — รองรับการตรวจสอบประเภทโหลด พฤติกรรมกระแสเริ่มต้น ระบบป้องกัน และสภาพความร้อน โดยเปรียบเทียบกับเอกสารทางเทคนิคที่ถูกต้อง.
• OMRON — กระแสโหลดและอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมสำหรับรีเลย์แบบโซลิดสเตต — รองรับการพิจารณาความสามารถในการรับกระแสโหลดให้เป็นไปตามสภาพแวดล้อมและสภาพการติดตั้ง.

คำถามที่มักถูกถาม

สามารถเลือก SSR ได้จากค่ากระแสโหลดคงที่เพียงอย่างเดียวหรือไม่?

ไม่. ประเภทโหลด พฤติกรรมกระแสเริ่มต้นหรือกระแสกระชาก รูปแบบการสวิตช์ สภาพความร้อน สัญญาณควบคุม และข้อมูลการลดกำลังที่แม่นยำ ก็จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบด้วย.

การสลับแบบ zero-cross เป็นตัวเลือกที่ถูกต้องเสมอหรือไม่?

ไม่ครับ การสลับแบบ Zero-cross และแบบสุ่มเหมาะสำหรับความต้องการในการควบคุมที่แตกต่างกัน โปรดอ้างอิงจากเอกสารการใช้งานและข้อมูลจำเพาะของรุ่นที่ใช้งานอยู่.

SSR ทุกตัวจำเป็นต้องใช้ตัวระบายความร้อนหรือไม่?

อย่าสรุปความต้องการของตัวระบายความร้อนจากคำว่า SSR เพียงอย่างเดียว ให้ใช้ข้อมูลที่ระบุอย่างชัดเจนเกี่ยวกับประเภทแพ็กเกจ กระแสไฟฟ้า อุณหภูมิแวดล้อม วิธีการติดตั้ง และข้อมูลการลดกำลัง.

ข้อมูล XSSR-P2 สามารถใช้กับ SSR ที่ติดตั้งบนแผงควบคุมได้หรือไม่?

ไม่ XSSR-P2 เป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์ PCB แบบรูทะลุ (through-hole) ที่มีเอาต์พุต AC ส่วนแพ็กเกจและสถาปัตยกรรมเอาต์พุตอื่น ๆ ต้องมีหลักฐานสนับสนุนเป็นของตนเอง.

สามารถกำหนด RS95 เป็นฟิวส์ป้องกันสำหรับ XSSR-P2 ได้หรือไม่?

ไม่มีการยืนยันการจับคู่ใดทั้งสิ้น หากไม่มีหลักฐานการป้องกันและการประสานงานที่แม่นยำสำหรับ SSR และวงจรที่เลือกไว้.