¿Por qué se usan controladores de potencia SCR voluminosos cuando se puede lograr lo mismo con un relé?

  

Entonces, ¿hay alguna razón específica para usar un controlador de potencia SCR sobre un relé / contactor de mayor corriente? [De los comentarios: lo que quería preguntar es si un controlador simple activado por SCR (ignorando el ejemplo anterior) es mejor que un relé?]

Sí, hay varias ventajas:

• Sin partes móviles.
• Por lo general, puede cambiar con mucha frecuencia (aunque la hoja de datos de la parte que eligió sugiere que deben ejecutar un mínimo de 3 s de ciclo de trabajo).
• Desvío a cero cruz. Una de las características de los SCR (incluidos los triacs) es que, una vez activados, permanecen encendidos hasta que la corriente cae por debajo del valor de retención en el próximo cruce por cero.
• La posibilidad de una conmutación de cruce por cero en el punto de encendido. Este tipo de SSR, cuando se active, esperará hasta el próximo cruce por cero antes de encenderse. Tanto esto como la desactivación del cruce por cero dan como resultado una interferencia electromagnética (EMI) muy reducida.
• La posibilidad de oscurecer. Vea la Figura 1.

Figura1.ConSSRsincruzamientoaceroesposiblelaatenuación.

• LapotenciaproporcionalaúnesposibleconSSRdecrucecero,peroenunaescaladetiempomáslarga.Estosuelesermásqueadecuadoparaelcontroldelcalentadordondelasconstantesdetiemposonlargas.VealaFigura2.

Figura2.Controlproporcionaldetiempodeencendidoyapagado.Tengaencuentaqueeltamañodelpasoesunmínimodemediociclo.Estopuedehacerquelarespuestaparezcaburdasieltiempoderepeticiónescorto.

• LosSSRsonsilenciosos.

  

¿TambiénesunSSRcasiigualqueelcontroladoractivadoporSCR?

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 3. Un SSR muy simple (a), un tiristor (b) y un triac (c).

Un SSR (a) tendrá aislamiento eléctrico entre el circuito de activación y el SCR real. Un controlador SCR podría no serlo y, en su forma más simple, podría ser simplemente un tiristor o triac. Tenga en cuenta que en la Figura 3a, he mostrado una fuente de corriente constante para representar los circuitos internos que permiten que el SSR funcione en una amplia gama de voltajes de entrada: de 4 a 32 V en su ejemplo.

Para más información vea:

• Confusión con TRIAC disparo y cero punto de cruce .
• Uso de corriente AC para activar Triac .

El relé proporcionará "todo encendido" o "todo apagado", pero el scr podrá controlar el suministro a través de un rango controlable definido de 0 a 100%.

Su SSR es una potencia controlada por voltaje al ajustar la fase del TRiac, que es una forma de control proporcional de bajo costo.

Sin embargo, los calentadores tienen constantes de tiempo prolongadas y también pueden controlarse con una pequeña histéresis.

Los controladores lineales evitan las histerías cuando se usan con un termistor de punto de ajuste. También puede ajustar la ganancia para que esto pueda mejorar la regulación. Demasiada desviación del sensor hará que se active por completo con una ganancia alta y una ganancia muy pequeña tendrá más rebasamiento cuando una puerta se cierra o más retraso cuando se abre una puerta fría.

A diferencia de solo un triac o relé ZCS, esta unidad permite la compensación PID externa para el control de temperatura ideal con. disturbios Un relé tiene un ciclo de vida mucho más bajo que los SSR, dependiendo de los niveles de carga y la calidad del relé aproximadamente 50k ciclos MTBF ... La cantidad de ciclos por hora que espera depende de la histéresis. (0.5 a 1 'C)

Sin embargo, asumí un control proporcional en el comentario anterior. Los mejores controladores incluyen la señal PID condicional en retroalimentación de temperatura frente a error de punto de ajuste.

Los controladores de potencia de estado sólido pueden proporcionar tiempos de aumento y caída controlados (control trapezoidal para ayudar a reducir las emisiones irradiadas), funciones de procesamiento digital, funciones de medición, protección contra cortocircuitos de mayor velocidad, además de acción específica especificable (fusión) integral (a menudo solo escrita como \ $ I ^ 2 \: t \ $) protección. Este último ayuda a proteger el cableado, las cargas (y, por supuesto, el controlador) del sobrecalentamiento. Algunos soportan el control ciclo por ciclo, o el control de ángulo de fase, para que pueda usarlos como una especie de "atenuador" de clases (si la carga es adecuada para ese tipo de control).

Un relé de estado sólido es solo el "coraje", por así decirlo, de la SSPC, que es la parte de conmutación real en el interior sin todas las características de lujo. Requiere control externo. Pero si todo lo que desea es un reemplazo para un relé, y no necesita todas las características de lujo de un SSPC, entonces estas son una alternativa a un relé.

Los relés tienen arcos de contacto y problemas de oxidación, erosión y soldadura, además de todo lo que combina con partes físicas y móviles, retrasos más prolongados y rebote de contactos, etc.

Los relés pueden tener mucha menos disipación que el SSR o el SSPC porque son solo un interruptor mecánico controlable. Muy bajas pérdidas en el propio interruptor. Su principal pérdida es la bobina. Lo que probablemente esté debajo de \ $ 2 \: \ textrm {W} \ $ (y algunas veces significativamente debajo de eso). A diferencia del SSR o SSPC, las pérdidas del relé son fijas (potencia de la bobina) y no dependen de la carga para la que están diseñadas para operar .

Es posible organizar un híbrido de un relé y un SSR, donde se activan ambos. El SSR será más rápido y no tendrá problemas de arco. Luego, el relé se activará, pero como el SSR ya está activo, casi no habrá arcos en los contactos y el rebote también es irrelevante. Así que eso es bueno. Una vez que el relé finalmente se ha activado, toma el control y el SSR ya no disipa la energía. Por lo tanto, el disipador de calor para el SSR no es tanto una preocupación y puede ser mucho más pequeño. Dudo que los SSMC puedan usar un enfoque híbrido dentro de sí mismos y aún así mantener muchas de sus otras características.

En resumen, hay opciones. Y eso es algo bueno, supongo. Solo es cuestión de decidir qué es lo mejor para la situación.

¿Por qué evitar los relés? Por lo general, debido al costo / tamaño en comparación con la vida limitada y el modo de falla.

Las SCR son pequeñas y baratas, pero son vulnerables a los picos y picos de línea. Se pueden incluir circuitos de protección y monitoreo de la CPU.

Un relé pequeño y económico tendrá una vida útil limitada, ya que los contactos se erosionan lentamente por la formación de arcos durante la apertura y por picaduras / vaporización de la superficie durante el cierre. Eventualmente, el relé se volverá errático, ya sea negándose a cerrarse (fragmentos de óxido en el camino) o cuando los contactos corroídos se unan por puntos. Hasta que esto ocurra, un relé de bajo costo puede ser más confiable que un SCR, por lo que no es necesaria su protección / monitoreo adicional.

La vida útil del relé se puede extender enormemente al usar relés más caros y físicamente grandes (con una fuerza de cierre alta y contactos gruesos y anchos). ¿Será tal dispositivo demasiado grande para caber dentro de su controlador? ¿Su controlador está manejando múltiples salidas, o solo una?

Pequeño problema por separado: los relés tienen temporización de CA no sincronizada y patada inductiva, y crean ruido eléctrico, pero los SCR pueden usar conmutación de bajo ruido y cruce por cero. Algunas aplicaciones confidenciales (laboratorios de investigación, etc.) pueden impedir el uso de controladores basados en relés.