ТТР (твердотельное реле) — это электронный компонент, предназначенный для управления мощными нагрузками с помощью слабых сигналов. Принцип его работы основан на использовании полупроводниковых элементов, таких как транзисторы, симисторы или тиристоры.
Основные компоненты ТТР:
▶ Входная цепь принимает сигнал управления от управляющего устройства и преобразует его в форму, необходимую для управления полупроводниковым элементом через гальваническую развязку. Это может быть стабилизатор тока или напряжения, импульсный преобразователь.
▶ Гальваническая развязка обеспечивают изоляцию между управляющей и силовой цепями. Обычно используются оптические изоляторы или трансформаторы для передачи сигнала управления от управляющей цепи к силовой. Это обеспечивает надежную изоляцию между двумя цепями и защищает управляющую электронику от возможных проблем, связанных с безопасностью, помехами, высоким напряжением или током в силовой цепи.
▶ Полупроводниковый элемент основной компонент реле, который осуществляет коммутацию нагрузки. Это может быть одиночный/сдвоенный транзистор, симистор или пара встречно-параллельных тиристоров. В зависимости от типа используемого полупроводникового элемента ТТР могут выполнять функцию коммутации АС, DC, и АС/DC нагрузки.
▶ Цепь защиты обеспечивает защиту полупроводникового элемента от перегрева, перегрузки по току, перенапряжения и других факторов, которые могут привести к его выходу из строя.
Принципы работы ТТР:
▶ При подаче управляющего сигнала на входную цепь, она через гальваническую развязку преобразует этот сигнал в сигналы управления силовым элементом, которые затем подаются на полупроводниковый элемент полупроводниковый элемент открывается, пропуская ток через себя и замыкая (или размыкая) цепь нагрузки в результате этого процесса нагрузка включается (или выключается), в зависимости от типа реле когда управляющий сигнал исчезает, цепь питания нагрузки разрывается, и нагрузка отключается.
Таким образом, ТТР позволяет управлять мощными нагрузками без использования механических контактов, что обеспечивает высокую надежность, длительный срок службы и бесшумную работу устройства.
▶ Важно отметить, что гальваническая развязка не гарантирует полную изоляцию между цепями, и всегда существует риск пробоя или других проблем, которые могут вызвать электрический контакт. Поэтому важно проводить тестирование и проверку систем на соответствие стандартам безопасности.
Преимущества ТТР:
• Меньшая чувствительность к внешним условиям, например, вибрациям, магнитным полям, влажности и запылённости воздуха
• Большая скорость переключения;
• Высокая надежность;
• Компактный размер;
• Малое энергопотребление – на 90% меньше, по сравнению с электромагнитными реле;
• Совместимость с большинством компонентов логических интегральных схем без использования усилителей сигнала, буферов, драйверов
• Более длительный срок службы из-за отсутствия механического и электрического износа;
• Длительный рабочий период, отсутствие потребности в проведении периодического техобслуживания;
• Выходное сопротивление не меняется во время всего срока службы (контакты не окисляются);
• Отсутствие скачка напряжения при переключении;
• Отсутствие искры, что позволяет использовать устройство на взрыво- и пожароопасных объектах;
• Отсутствие дуги и электрических помех (дребезга) при коммутации.