Optocsatolók és szilárdtest relék Termékinformáció 1
Optocsatolók Optocsatolók Áttekintés Definíció / Működési elv 4 Alapfunkciók 6 Vezérlő- és terhelő áramkör 7 Kapcsolóerősítő / védőintézkedések 9 Termékkínálat 12 Termékcsaládok 14 Részletes fogalommagyarázat 16 Műszaki adatok 18 3
Meghatározások / működési módok Optocsatolók működési módok Az optocsatolók olyan elektronikus alkatrészek, amelyekkel egy terhelőáramkört a vezérlő áramkör segítségével kapcsolhatunk. Egyrészt így viszonylag kis kapcsolási áramokkal különböző teljesítményű alkalmazásokat működtethetünk, másrészt pedig meg tudjuk valósítani a vezérlő és a terhelő kör galvanikus leválasztását *), hogy üzemzavar esetén megvédjük az alkatrészeket. Adó (LED) Vezérlő áramkör Vevő (Tranzisztor) Terhelő áramkör Az elektromechanikus relékkel ellentétben az optocsatolóknak nincsenek súrlódó mechanikus alkatrészei. A vezérlő áramkörben a kapcsolási folyamatot egy LED fényjelével váltjuk ki, amely egy fényérzékeny félvezető-vevőben a csatlakoztatott terhelő áramkör záródását okozza. Az adó (LED) és a vevő (pl. fototranzisztor) egy fényt vezető műanyag tokba van beágyazva, és fényt át nem eresztő burkolattal van körülvéve, amely megvédi a külső hatásoktól. Szemben álló kialakítás Face-to-face Adó (LED) Egysíkű elrendezés Coplanar Felépítésük szerint megkülönböztethetünk: Szembenálló kialakítást (face-to-face) egymással szemben elhelyezett LED-del és tranzisztorral, közvetlen fénykapcsolattal Egysíkú elrendezést (coplanar) azonos síkban elhelyezett LED-del és tranzisztorral. Itt a fénysugarat az optikai kábel elve szerint fényvisszaverődés segítségével visszük át. Vevő (Tranzisztor) Adó (LED) Vevő (Tranzisztor) Optocsatoló készülék Optocsatoló készülék Azt a feszültséget, amely az optocsatoló kimenetén megjelenhet, a félvezető-vevő (fototranzisztor) érzékenysége korlátozza. Azokban az esetekben, amikor a terhelő áramkörben csak kicsi áramot vagy feszültséget alkalmazunk, ezt az alkatrészt minden további segédáramkör nélkül felhasználhatjuk egy optocsatoló készülékben. Vezérlő áramkör Optocsatoló Terhelő áramkör Szilárd test relék (Solide-State relék) Szilárdtest-relé Solide-State relé Nagyobb áramok kapcsolása esetén illesztést kell alkalmazni a fototranzisztor és a terhelő áramkör különböző teljesítményszintje között (kapcsoló erősítő). Azokat a készülékeket, amelyek az optocsatoló mellett kapcsoló erősítővel is rendelkeznek, szilárdtest reléknek (SSR) nevezzük.zeichnet. VEzérlő áramkör Schaltverstärkung Terhelő áramkör Optocsatoló *) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon 4
Az elektromechanikus és szilárdtest-relék közötti választás a követelményeknek megfelelően, a különböző változatok előnyeinek figyelembe vételével történik: Ház Vevő (Tranzisztor) Mozgó érintkező Fegyverzet Álló érintkezők Adó (LED) Visszahúzó rugó Tekercs A szilárdtest-relé előnyei (SSR) + Hosszú élettartam és megbízhatóság Nincs mozgó alkatrész és érintkező kopás + Kis méret Helymegtakarítás az áramköri lapon és a tartósínen + Kicsi vezérlőteljesítmény Nem kell mechanizmust mozgatni, csak LED-et működtetni + Rövid megszólalási idő Gyors kapcsolás, ezért nagy frekvenciák is lehetségesek + Nincs prellező érintkező Csökken a kapcsolási késleltetés + Nincs kapcsolási zörej Alkalmas a zajérzékeny környezetben való használatra + Érzéketlen az ütődésre és a rezgésre Megakadályozza a nem kívánt kapcsolási állapotokat + Nincs elektromágneses sugárzás a kapcsoláskor fellépő szikrázás vagy tekercsek miatt Nem zavarja a szomszédos alkatrészeket vagy elek tronikus készülékeket Az elektromechanikus relék előnyei (EMR) + A terhelő áramkör váltakozó- és egyenáramú is lehet Univerzálisan alkalmazható (előny: csatolóként használ ható a berendezés különböző részei között) + Nincs szivárgó áram a terhelő áramkörben Egy félvezető nem biztosít 100 %-os leválasztást + Csekély maradékfeszültség a terhelő áramkörben Kicsi feszültségesés + Nincs teljesítményveszteség a terhelő áramkörben Az optocsatolóban levő félvezetővel ellentétben az elektromechanikus relé érintkezői nem jelentenek olyan villamos ellenállást, amely terhelés hatására melegedést okoz. Ezért nem szükséges hűtőtest. + Lehetséges az érintkezők többszörözése Egy vezérlőjel több terhelő áramkört kapcsolhat + A vezérlőáramkör érzéketlen a tranziensekkel *) szemben A mágnestekercs bekapcsolási teljesítménye meg akadályozza a feszültségletörések által okozott nem kívánt kapcsolási folyamatokat. *) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon 5
Alapfunkciók Az optocsatoló készülékeket és a szilárdtest-reléket általában a következő feladatokra használjuk: Potenciál elválasztás Sok alkalmazás esetében szükség van arra, hogy a vezérlő áramkört galvanikusan elválasszuk a terhelő áramkörtől. Ez elsősorban a vezérlési szint védelmét jelenti a terepi zavarok ellen, mint pl.: - zavaráramok, pl. földelési- és testhurkok *) miatt - zavaró impulzusok, pl. tranziensek *) induktív csatolása miatt Az optocsatolóban a vezérlő és terhelő áramkör elválasztása szigetelést képez. Ennek minden optocsatolóban és szilárdtest-relében ki kell állnia a 2,5 kv-tal végzett szigetelésvizsgálatot. A garantált elválasztáshoz legalább 3 mm nagyságú légréseket és kúszóutakat *) szükséges tartani. Potenciál elválasztás Vizsgáló feszültség min. 2,5 kv Légrés és kúszóáramút min. 3 mm Jelek illesztése A terhelő és vezérlő áramkörök elválasztása és a két kör külön történő kapcsolásának ebből adódó lehetősége miatt az optocsatolót sokszor jelek illesztésére használjuk. Így illeszteni lehet a vezérlő és terhelő áramkörökből jövő jelek (pl. érzékelők és vezérlés) különböző feszültségszintjeit. Jelillesztés Kapcsoló erősítő Olyan nagy áram- és feszültségszintű alkalmazásokban, ahol a fototranzisztor terhelhetőségi határát túllépjük, az optocsatoló terhelési oldalán egy segédáramkört kell kapcsoló erősítő céljára beépíteni. A kapcsolási folyamat során az optocsatoló LED-je segítségével a fototranzisztor bázisán áramot hozunk létre. Ez egy, az alkalmazáshoz illesztett másik félvezetőt (tranzisztor, tirisztor) vezérel, ezáltal ez a félvezető kinyit, és vezeti a terhelő áramot 120 V AC 24 V DC *) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon 6
Optokoppler Übersicht Vezérlő áramkör A bemeneti áramkör (vezérlő áramkör) Bemeneti áramkör A legtöbb ipari alkalmazást nem lehet közvetlenül optocsatolóhoz csatlakoztatni a feszültségszintek illesztése szükséges az alkalmazás elé beiktatott ellenállások vagy kondenzátorok segítségével. Azért, hogy a lehető legpontosabb kapcsolási pontot tudjuk elérni, Schmitt-triggert alkalmazunk, amely a vezérlő jelek felés lefutásakor egyértelmű állapotot (0 1) ad ki a kimenetén, melyet az optocsatolóra továbbviszünk. Vezérlő áramkör Védelem Feszültség illesztés Segédáramkör Az összes Weidmüller optocsatoló és szilárdtest-relé a kivitel függvényében alkalmas védelemmel (varisztor, dióda) valamint szűréssel rendelkezik a vezérlő áramkörből származó zavarimpulzusok ellen. DC-bemenet DC-bemenet: Itt egy polaritásvédő dióda gondoskodik pótlólagosan arról, hogy helytelenül csatlakoztatott vezérlőfeszültség esetén az optocsatoló ne menjen tönkre. A vezérlő áramkör kapcsolási állapotát egy állapotjelző jelzi. Vezérlő áramkör AC/DC-bemenet: A váltakozó feszültségű vezérlőfeszültséghez simítókondenzátorral ellátott egyenirányítót iktatunk be a kapcsolás elejére. Itt egyenáram esetére nem szükséges a polaritásvédelem. Az ezután következő kialakítás megfelel az egyenáramú kapcsolásnak. A kapcsolási frekvencia a váltakozó áramú vezérlő jelek esetén a simítókondenzátor miatt elvileg legfeljebb a hálózati frekvencia felére korlátozódik. Az ennél magasabb kapcsolási frekvencia állandó átkapcsolást eredményezne a hálózati frekvencia ütemében. AC/DC-bemenet Vezérlő áramkör AC-bemenet: A váltakozó- és egyenáramú csatlakozás közötti szabad választásból származó előnnyel az a hátrány áll szemben, hogy az egyenáramú vezérlőjelek frekvenciája korlátozott a simítókondenzátor miatt. AC-bement Vezérlő áramkör *) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon 7
Terhelő áramkör A kimeneti áramkör (terhelő áramkör) Kimeneti áramkör Az optocsatolók és szilárdtest-relék névleges kapcsolási feszültségét rendszerint feszültségtartományként adjuk meg (pl. 5 48 V DC), amelyet sem felfelé, sem lefelé nem szabad túllépni. Illesztő kapcsolás Kapcsoló erősítő Védelem Terhelő áramkör Ugyanez érvényes a tartós áramértékre. Ennek az értéknek a gyakori túllépése az optocsatoló félvezetőjnek korai elhasználódásához és tönkremeneteléhez vezethet. Mivel közvetlen függvénykapcsolat áll fenn az áram és a környezeti hőmérséklet között, ezért az összes optocsatolóhoz és szilárdtest-reléhez terhelési görbét *) szoktak megadni. A túlfeszültséget megfelelő védelmekkel, pl. diódákkal vagy varisztorokkal szokták levezetni. Az áramcsúcsok okozta károsodások elkerülésére (pl. be- és kikapcsolási impulzusok esetén) néhány készüléket Power- Boost rendszerrel láttunk el, amely rövidebb ideig a maximálisan megadottnál is magasabb áramot tud vezetni. A megfelelő erősítő-félvezetővel ellátott kimeneti áramkörtől függően vagy váltakozó áramú, vagy egyenáramú terhelések csatlakoztathatók. 2 vezetékes DC-kimenet Illesztő kapcsolás Védelem Terhelő áramkör DC-kimenet: A kétpólusú egyenáramú kimenet esetén a csatlakozó kapcsokat úgy foghatjuk fel, mint hagyományos kapcsolókét. Csupán a megadott polaritásra kell ügyelni. 3 vezetékes DC-kimenet A hárompólusú egyenáramú csatlakozás esetén a kimeneti kapcsolás részére segédfeszültség áll rendelkezésre, amelyet az erősítő-tranzisztor pontos kivezérlésére használhatunk. Néhány alkalmazásnak erre a segédfeszültségre szüksége van az illesztővagy védőáramkörökben is a rövidzárlat elleni védelemre. Illesztő kapcsolás Védelem Terhelő áramkör out AC-kimenet A váltakozó feszültségű kapcsoló és vezérlőkészülékek részére az optocsatoló után a váltakozó feszültség kapcsolására egy félvezetőt építettünk be (triak vagy tirisztor). AC-kimenet Illesztő kapcsolás Védelem Terhelő áramkör *) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon 8
Kapcsoló erősítő Az optocsatoló fototranzisztora csak kis árammal és feszültséggel terhelhető. Ezért nagyobb kimenő teljesítmények esetén egy olyan járulékos félvezető elemet kell vezérelni, amely képes a megfelelő névleges kapcsolási feszültségeket és áramokat kapcsolni. Kapcsoló erősítő Bipoláris tranzisztor (DC) Kis áramok esetén történő használatra ( 0,5 A). A bipoláris tranzisztor rövid megszólalási idővel rendelkezik, és ezért nagy kapcsolási frekvenciákat tesz lehetővé. Tranzisztor MOSFET TRIAC MOSFET (DC) Nagy terhelő áramok esetén történő használatra (10 A-ig). A MOSFET kis átmeneti ellenállása csak nagyon kicsi szivárgó áramot enged át (< 10 μa) csekély veszteségi teljesítménnyel. TRIAC (AC) A triak az ellenpárhuzamosan kapcsolt tirisztorok működési elvét egyesíti egy alkatrészben. A tirisztor a működését tekintve az egyutas diódához hasonlít. Váltakozó áramokra ezért két tirisztor ellenpárhuzamos kapcsolását használjuk. *) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon 9
Különböző terhelések kapcsolása Az optocsatolók és szilárdtest-relék kimeneti áramköreiben levő kapcsolásokkal szemben különleges követelményeket támasztanak az alkalmazások lehetséges terhelésfajtái (ohmos, induktív, kapacitív terhelések). A használat függvényében tudatában kell lenni, hogy milyen hatásai vannak ezeknek a terheléseknek a beépített alkatrészre, és hogyan kell a megfelelő védelmet kiépíteni. Általánosan arról kell gondoskodni, hogy az erősítő félvezetőben a veszteségi teljesítmény ne lépje át hosszabb ideig a megengedett határértéket. Ez az alkatrész túlmelegedéséhez, és végül a tönkremeneteléhez vezetne. Ohmos terhelések kapcsolása Mivel ohmos terhelések esetén a terhelő áramkörben az áramerősség és az erősítő félvezetőn eső feszültség egymással fordítottan arányos, ezért rendszerint nem jelentkezik probléma. Ilyenkor elegendő az alkatrész maximális áramának és feszültségének a betartása. Különleges eset áll fent izzólámpa kapcsolásakor. A hideg állapot kis ellenállása miatt bekapcsoláskor az üzemi áram 10-20-szorosát kitevő túláramok is felléphetnek. Ezekre a lehetséges túlterhelésekre, amelyek megfelelnek a kapacitív terheléskor fellépő hatásoknak, az alkatrészt méretezni kell. Kapacitív terhelés kapcsolása Kapacitív terhelések akkor jelentkeznek, amikor a terhelő áramkörben kondenzátor található. Ez a bekapcsolás pillanatában rövidzárként viselkedik, és nagy bekapcsolási áramot okoz. Ha ezt az áramot nem korlátozzuk, akkor ez az erősítő félvezető tönkremeneteléhez vezethet. Kapacitív terhelés bekapcsolása Áramerősség Üzemi áram 0 A Bekapcsolási pont Idő Induktív terhelés kapcsolása Induktív terhelések esetén, amelyek mindenekelőtt a terhelő áramkörben használt tekercsek használatakor lépnek fel, a gond a kikapcsoláskor keletkezik. A tekercsben folyó áram hatására mágneses tér keletkezik, amely hirtelen szűnik meg, és nagy önindukciós feszültséget okoz. A feszültségcsúcsokat egy párhuzamosan kapcsolt diódával rövidre kell zárni (szabadonfutó dióda). Az ehhez szükséges idő az ejtés késleltetését eredményezi. Induktív terhelések kikapcsolása Feszültség Üzemi feszültség 0 A Kikapcsolási pont Idő *) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon 10
Optokoppler Übersicht Védőintézkedések Az optocsatoló kialakítása, amely lehetővé teszi a gyors és érzékeny kapcsolást, az alkatrészt a zavaró hatásokkal szemben is fogékonnyá teszi. Ezért az összes Weidmüller optocsatolóban és szilárdtestrelében sokrétű intézkedést használunk a túlterhelések és zavaró impulzusok elleni védelemre. Védőintézkedések Zener-dióda Szuppresszordióda RC-tag Szabadonfutó dióda (DC) A szabadonfutó diódát mindenekelőtt olyan túlterhelések elleni védelemre használjuk, amelyek induktív egyenfeszültségű terhelés (villamos motor, relétekercs) kikapcsolásakor az önindukció miatt lépnek fel. A fellépő feszültségcsúcsokat a dióda nyitó irányú feszültségének értékére korlátozzuk, és az e fölötti értéket a dióda levezeti. Ez mindenképpen a feszültség csökkenésének és ezzel a kapcsolási folyamatnak a késleltetéséhez vezet. Szabadonfutó dióda Varisztor Zener dióda / szuppresszor dióda (DC) Ezek a félvezetők vezető irányban normális diódaként viselkednek. Záró irányban pedig egy bizonyos feszültség felett (letörési feszültség) kis ellenállásúvá válnak. A túlfeszültség túl nagy energiája a Zener dióda / szuppresszor dióda tönkremeneteléhez vezethet. Varisztor (AC/DC) A varisztor működési elve szintén a letörési feszültségen alapul, azonban gyorsabb a reakcióideje. Nagyobb energiákat lehet vele levezetni, amely azonban az alkatrész öregedését váltja ki. Ez az idők folyamán csökkenti a letörési feszültséget, és megnöveli a szivárgó áramot. RC-tag (AC) Az RC tag esetén a feszültségcsúcsokat kondenzátor segítségével kompenzáljuk. A kapcsolás a töltődési és kisülési tulajdonságai miatt a zavaró impulzusokat nemcsak a túlterhelés fellépésekor, hanem már a feszültség emelkedése során kiszűri. Ezért az RC tagokat a zavaró impulzusok elleni védelemre is használjuk, hogy ki tudjuk küszöbölni a hibás kapcsolásokat. *) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon 11
Termékkínálat Az optocsatolók jelentős előnye az elektromágneses relékkel szemben mindenekelőtt a következő tulajdonságokban rejlik: - Érzéketlen a rezgésekkel és lengésekkel szemben - Magas élettartam, a terhelő áramkörből származó terhelésektől függően - Nagy kapcsolási sebesség Szokványos alkalmazások Azért, hogy ezeket a tulajdonságokat az ipari alkalmazások esetén is megfelelően kihasználhassuk, alkalmas kiegészítő kapcsolások szükségesek a terhelési és a vezérlő oldalon is. A Weidmüller optocsatolók és szilárdtest-relék esetén ezért a súlypontot olyan termékek fejlesztésére helyezzük, amelyek pontosan a tipikus alkalmazásokra méretezettek. Ebből egy olyan termékválaszték adódik, amely minden felhasználási esetre kiterjed: Pl.: potenciál elválasztás Tápfeszültség-ellátás 24 V DC Futószalag Szenzor (24 V DC) Tápfeszültségellátás 24 V DC Szabványos alkalmazások Sok ipari alkalmazás esetén a potenciál elválasztáshoz és a jelek illesztéséhez elegendő a kapcsoló erősítő nélküli optocsatoló. Ezen a területen a Weidmüller a MICROSERIES és MCZ- SERIES sorozatú optocsatoló készülékeket kínálja. A beépített védőkapcsolás elegendő védelmet nyújt az ohmos, valamint az enyhén induktív és kapacitív terhelések esetén történő alkalmazásra. A tisztán induktív, kapacitív vagy magas be- és kikapcsolási csúccsal járó olyan hasonló terhelések esetében, mint a mágnesszelepek vagy izzólámpák, figyelni kell az alkatrész megfelelő méretezésére vagy a pótlólagos védelem alkalmazására. Vezérlés Pl.: Jelillesztés Lámpa 230 V AC PE N L (120 V UC) (230 V AC) (24 V DC) (120 V UC) Tápfeszültségellátás 24 V DC Gyors kapcsolás Az optocsatolók nagy előnye a gyors jelátvitel, amely által nagy kapcsolási frekvenciák alkalmazása válik lehetővé. A MICROOPTO 100 khz optocsatolóban egy speciális belső áramkör gondoskodik arról, hogy a gyors jeleket egymástól szétválassza, és közel késleltetésmentesen továbbítsa. Így 100 khz-ig terjedő kapcsolási frekvencia valósítható meg. z. B. Fordulatszám-mérés Tápfeszültségellátás Tápfeszültségellátás Szenzor (230 V AC) Vezérlés 12
Speciális terhelések A szabványos alkalmazásokhoz készült termékválaszték mellett a Weidmüller speciális felhasználási esetekre tervezett optocsatoló-megoldásokat is kínál. Az illesztő áramköröket, kapcsoló erősítőket, és védelmeket közvetlenül a megfelelő alkalmazásokhoz igazítottuk. A MICROOPTO ACTOR szilárdtest-relé speciálisan kapcsoló erősítőként szolgál 24 V DC feszültségig és 2 A áramig olyan induktív terhelésű beavatkozók számára, mint pl. mágnesszelepek és mágneskapcsolók. A háromvezetékes csatlakozással rendelkező beavatkozókat közvetlenül a készülékhez lehet csatlakoztatni. A készülék rövidzár-álló, és széleskörű védelme miatt védett a teljesítményből adódó tranziensek és feszültségcsúcsok ellen. Pl.: mágnesszelep Tápfeszültségellátás bar Szelep PE Vezérlés PE A MICROOPTO 300 V DC szilárdtest-relét kapcsoló erősítő céljára fejlesztettük ki olyan nagy induktív terhelésekre 300 V DC feszültségig és 1 A áramig, mint pl. motorfékek és mágneskapcsolók. A terhelő áramkörben elhelyezett Power Boost kapcsolás kompenzálja az olyan rövid idejű túlterheléseket (20 A, 20 ms ideig / 5 A, 1 másodpercig), mint a be- vagy kikapcsolási csúcsok. Az ebből adódó terheléseket járulékos védőáramkörök nyelik el. Pl.: Motorfék Tápfeszültségellátás Vezérlés Az összes, Weidmüller gyártmányú optocsatolón és szilárdtest-relén működési próbát és szigetelésvizsgálatot végzünk. Ezzel garantáljuk a 100 %-os működőképességet, és a vezérlő és terhelő áramkörök biztonságos elválasztását. 13
Termékcsaládok MICROOPTO A MICROOPTO sorozatban a felhasználónak a sorkapcsok tulajdonságairól sem kell lemondania. Dugaszolható átkötések és a szokásos jelölési megoldások jellemzik, minimális beépítési szélesség mellett. A lehető legnagyobb teljesítmény a lehető legkisebb helyen. 6,1 mm beépítési szélesség ZQV 4N dugaszolható keresztátkötés A feliratozás Multicard rendszerrel lehetséges TS35 tartósínre szerelhető A ház anyaga WEMID (a poliamidhoz képest magasabb hőterhelhetőséggel) MICROSERIES A MICROSERIES rendelkezik a MICROOPTO sorozat tulajdonságaival. Emellett az optocsatolókat és szilárdtest-reléket dugaszolható modulként terveztük meg az ismert csatlakozástechnikájú foglalatba. A csatlakozástechnika a csavaros és húzórugós változatból szabadon megválasztható. A dugaszolható modult anélkül lehet cserélni, hogy a csatlakozásokat meg kellene bontani. A szilárdtest-relé és elektromágneses relé közötti csere is lehetséges MCZ-SERIES Az MCZ tokozása 6 mm-es szélességével kategóriájának legkeskenyebbjei közé számít. Következő műszaki jellemzői miatt emelkedik ki: 6 mm beépítési szélesség Csökkentett szerelési költségű húzórugós csatlakozás Csatlakozási keresztmetszet 1,5 mm2-ig Beépített keresztátkötés a be- és kimeneten Dugaszolható keresztátkötés TS35 tartósínre szerelhető Speciálisan vasúti használatra készült változatok A ház anyaga WEMID (a poliamidhoz képest magasabb hőterhelhetőséggel) 14
PLUGSERIES A PLUGSERIES alapja egy tartósínre szerelhető foglalat, dugaszolható modul formájában készült elektromechanikus és szilárdtest-relék számára. A dugaszolható modult anélkül lehet cserélni, hogy a csatlakozásokat meg kellene bontani. A szilárdtest-relé és elektromágneses relé közötti csere is lehetséges A szokásos ZQV 2,5N dugaszolható keresztátkötés Csavaros vagy húzórugós csatlakozás Csatlakozási keresztmetszet 2,5 mm2-ig A feliratozás Multicard rendszerrel lehetséges TS35 tartósínre szerelhető A ház anyaga WEMID (a poliamidhoz képest magasabb hőterhelhetőséggel) RSO-SERIES A legkompaktabb és legkedvezőbb megoldás a szilárdtestrelék tartósínre szerelésére. A kereskedelemben szokásos szilárdtest-reléket a megfelelő csatlakozó kapoccsal egy áramköri lapra forrasztjuk. Műanyag tartó teszi lehetővé a tartósínre való rögzítést. Csavaros csatlakozás Csatlakozási keresztmetszet 2,5 mm2-ig TS35 tartósínre szerelhető 15
Optocsatoló Áttekintés Részletes fogalommagyarázat Terhelési görbe (árammal való terhelhetőség görbéje)az áramkörben folyó áram hőt termel, ami az áramerősség növekedésével szintén növekszik. A villamos alkatrészek számára meghatározható egy olyan felső hőmérséklethatár, amely a működőképesség korlátját jelenti. Mivel az alkatrészt igénybe vevő hőmérséklet a környezeti hőmérsékletből és az áram által termelt hőből adódik össze, ezért növekvő hőmérséklet mellett az áramot csökkenteni kell, hogy az alkatrész felső határhőmérsékletét ne lépjük túl. Ezt a határhőmérséklet betartása mellett értelmezett az uralkodó hőmérséklet és ebből adódó legnagyobb áramerősség közötti viszonyt a terhelési görbe ábrázolja. Terhelési görbe Áramerősség Üzemi tartomány Tiltott tartomány Hőmérséklet Földelési- és testhurkok Földelési- és testhurkok Két potenciál közötti összeköttetést jelenti a földelő- vagy testcsatlakozóikon keresztül. Két, egymással vezetékkel összekötött készülék (pl. érzékelő és vezérlés) földelő- vagy testcsatlakozói között létrejövő feszültségkülönbség áramot hoz létre a földön vagy a közös házon keresztül. Ezek a zavaráramok különböző problémákhoz vezethetnek, pl. a jelek mérésénél vagy a beavatkozók működtetésénél. Vezérlő- és mérőjelek átvitele esetén, ha a vezérlő- és terhelő áramkörök között potenciál elválasztás van, soha nem jöhet létre zárt áramkör a földelő- vagy testcsatlakozón keresztül, és így nem keletkezik zavaráram. Összekötő elem galvanikus leválasztás nélkül Összekötő elem galvanikus leválasztással Légrés A ház körvonala Légrés és kúszóáramutak A légrések és kúszóáramutak döntő tényezők a villamos alkatrészek szigetelési szilárdságának tekintetében. A kúszóáramút azt adja meg, hogy legalább milyen távolságot kell betartani egy felületi struktúra mentén két feszültség alatt álló rész között, hogy a megadott üzemi feszültség mellett ne folyhasson áram a szigetelő testén. Az üzemi feszültség mellett a szigetelő anyag (szigetelő anyagcsoport) valamint az elszennyeződés megakadályozására tett intézkedések (szennyezettségi fok) is befolyással van a kúszóútra. A légrés azt adja meg, hogy két feszültség alatt álló rész között legalább milyen közvetlen távolság legyen (a levegőben mérve), hogy megakadályozzuk a töltések levegőben történő áramlását (átívelés). Az alap ebben az esetben a várható túlfeszültség (méretezési lökőfeszültség). A méretezést befolyásolja továbbá az alkalmazott túlfeszültség-védelmi kategória és a szennyezettségi fok. Kúszóáramút Áramvezető részek 16
Galvanikus leválasztás Galvanikus leválasztás akkor áll fent, ha a töltéshordozónak nincs lehetősége az egyik áramkörből a másikba átlépni. Ekkor az áramkörök között nincs villamosan vezetőképes kapcsolat. Az áramkörök ennek ellenére tudnak villamos teljesítményt vagy jeleket közvetíteni egymásnak. Az átvitel ezekben az esetekben mágneses mező útján, infravörös sugárzással, vagy töltéseltolással történhet. Schmitt-Trigger Egy digitális vezérlés vezérlőfeszültségei, ha pontosabban megfigyeljük, analóg lefutásúak (nem 0 1 átmenet van a maximális és minimális feszültség között). Ebből mindenekelőtt gyors jelsorozat esetén pontatlanságok keletkezhetnek a kapcsolások során. Ilyenkor a Schmitt-triggernek küszöbérték-kapcsoló funkciója van. Egy bizonyos, a Schmitt-triggerben beállított kapcsolási érték esetén a kimenet a maximálisan lehetséges kimeneti feszültség értékét veszi fel (logikai 1), ellenkező esetben pedig a lehetséges minimális kimeneti feszültséget (logikai 0). Rendszerint a Schmitt-trigger hiszterézissel van méretezve. A bekapcsoláshoz magasabb kapcsolási küszöb van beállítva, mint a kikapcsoláshoz. Ezzel meg lehet akadályozni, hogy a jelek kis változásai kapcsolást váltsanak ki. Schmitt-Trigger Áram Bekapcsolási érték Kikapcsolási érték Áram Bemenő jel Hiszterézis Jelillesztés Schmitt-triggerrel Idő Idő Tranziensek A tranziensek olyan rövid ideig fellépő áram- vagy feszültségcsúcsok, amelyek a betáplálási hálózatban levő zavarok vagy elektromágneses sugárzás miatt keletkeznek. Ezek egy optocsatoló vezérlő áramköri oldalán nem kívánt kapcsolást okozhatnak, vagy szélsőséges esetben akár az alkatrészt is tönkretehetik. Váltakozó áramú terhelő áramkörök esetén a tranziensek a maximálisan megengedett áteresztőfeszültséget is túllépheti, ami aktiválja a tirisztort vagy triakot. Mivel ezeknek az alkatrészeknek igen magas a kapcsolási sebessége, elegendő egy nagyon rövid impulzus is a hibás kapcsoláshoz. Tranziensek Példa: Zavarjel az AC áramkörben Feszültség Tirisztor max. áteresztőfeszültsége Áram Túlfeszültség Kimeneti áram Idő Idő 17
Műszaki adatok A következő termék-kiválasztási oldalakon található műszaki adatok meghatározása: Terhelő áramkörök névleges és határértékei Névleges feszültségek Névleges kapcsolási feszültség Feszültségesés (max. terhelésnél) Méretezési feszültség (szigetelés)) Méretezési lökőfeszültség Névleges áramok Névleges kapcsolási áram Tartósáram Szivárgó áram Hálózati frekvencia Megengedett rövidzárási áram Terhelési kategória a 62314 szerint Az a feszültség, amelyet meghatároz a terhelő áramköri alkalmazás, és amelyre a vonatkozó tesztek és terhelési kategória utal A legnagyobb feszültségesés a kapcsok között bekapcsolt állapotban Annak a feszültségnek az értéke, amelyre a szigetelési tesztek és a kúszóutak vonatkoznak Annak az előírt alakú és polaritású feszültségimpulzusnak a legnagyobb értéke, amelyet a szilárdtest-relé specifikus tesztkörülmények között meghibásodás nélkül kiáll, és amelyre a légrések vonatkoznak Üzemi áram bekapcsolt állapotban, a névleges feszültség, névleges frekvencia, terhelési kategória, és a 40 C környezeti hőmérsékletre vonatkozó túláram jelleggörbe figyelembe vételével, ha nincs másképpen megadva Annak az áramnak az értéke, amelyet az alkatrész folyamatosan vezetni tud Annak az áramnak az effektív értéke, amely zárt állapotban a kapcsolóelemen folyik Az a hálózati frekvencia, amelyre az alkatrészt kifejlesztették, és amelynek az egyéb jellemző értékek megfelelnek Annak az áramnak az értéke, amelyet az alkatrész a gyártó által meghatározott rövidzárlat elleni védelemmel védve vezethet LC A: Ohmos vagy kissé induktív terhelés LC B: Motoros terhelés LC C: Gázkisülési lámpa LC D: Izzólámpák LC E: Transzformátorok Vezérlő áramkörök névleges és határértékei Névleges teljesítmény Max. bemeneti frekvencia Névleges vezérlő feszültség Névleges segédfeszültség Bekapcsolási feszültség Kikapcsolási feszültség Bekapcsolási késleltetés Kikapcsolási késleltetések Környezeti hőmérséklet Tárolási hőmérséklet A névleges feszültségből és a névleges áramból képzett szorzat, amely adatoknak legalább a vezérelendő készülék adataiból rendelkezésre kell állni A jelfrekvenciának az a legmagasabb értéke, amellyel a vezérlőfeszültséget tervezni szabad Annak a feszültségnek az értéke, amelyre a vezérlő áramkört tervezték Annak a feszültségnek az értéke, amelyet a csatolónak segédfeszültségként biztosítani kell Annak a feszültségnek az értéke, amelynél a terhelő áramkör biztosan bekapcsol Annak a feszültségnek az értéke, amelynél a terhelő áramkör biztosan kikapcsol A névleges vezérlő feszültség rákapcsolásától a terhelő áramkör teljes bekapcsolásáig tartó időtartam A névleges vezérlő feszültség lekapcsolásától a terhelő áramkör teljes kikapcsolásáig tartó Iidőtartam A környező levegő hőmérsékletének az a tartománya, amelyen belül a készülék üzemeltethető A környező levegő hőmérsékletének az a tartománya, amelyen belül a készülék tárolható 18