Optocsatolók és szilárdtest relék. Termékinformáció

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

Optocsatolók – Áttekintés

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. 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. 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.

Adó (LED)

Vevő (Tranzisztor)

Vezérlő áramkör

Terhelő áramkör

Szemben álló kialakítás Face-to-face

Egysíkű elrendezés Coplanar

Adó (LED)

Adó (LED)

Vevő (Tranzisztor)

Vevő (Tranzisztor)

Optocsatoló készülék

Optocsatoló készülék

Szilárd test relék (Solide-State relék) 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

Terhelő áramkör

Optocsatoló

Szilárdtest-relé Solide-State relé Schaltverstärkung

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

*) A fogalmak részletes magyarázatát lásd a 16-17. oldalon

4

Terhelő áramkör


Az elektromechanikus és szilárdtest-relék közötti választás a követelményeknek megfelelően, a különböző változatok előnyeinek figyelembe vételével történik: Mozgó érintkező

Ház Vevő (Tranzisztor)

Fegyverzet

Álló érintkezők

Adó (LED) Visszahúzó rugó

Tekercs

A szilárdtest-relé előnyei (SSR) Az elektromechanikus relék előnyei (EMR) + 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

+ A terhelő áramkör váltakozó- és egyenáramú is lehet Univerzálisan alkalmazható (előny: csatolóként hasz- nál 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.


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.

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.

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

Potenciál elválasztás

Vizsgáló feszültség min. 2,5 kV

Légrés és kúszóáramút min. 3 mm

Jelillesztés

120 V AC


6

24 V DC

Optokoppler – Übersicht

Vezérlő áramkör

Segédáramkör

Vezérlő áramkör

Feszültség illesztés

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.

Bemeneti áramkör

Védelem

A bemeneti áramkör (vezérlő áramkör)

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. 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-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.

Vezérlő áramkör

AC/DC-bemenet

Vezérlő áramkör

AC-bement

Vezérlő áramkör


7


Terhelő áramkör

Védelem

Terhelő áramkör

Illesztő kapcsolás

Védelem

Terhelő áramkör


Védelem

Terhelő áramkör

Védelem


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.

Kapcsoló erősítő

Kimeneti áramkör


A kimeneti áramkör (terhelő áramkör)

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 PowerBoost rendszerrel láttunk el, amely rövidebb ideig a maximálisan megadottnál is magasabb áramot tud vezetni.

2 vezetékes DC-kimenet

A megfelelő erősítő-félvezetővel ellátott kimeneti áramkörtől függően vagy váltakozó áramú, vagy egyenáramú terhelések csatlakoztathatók. 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. 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


8

out



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. 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.


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.

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

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.

Üzemi áram 0A

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

Üzemi feszültség 0A

Kikapcsolási pont


10

Idő

Feszültség

Bekapcsolási pont

Idő

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.

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.

Védőintézkedések Zener-dióda Szuppresszordióda

Szabadonfutó dióda

RC-tag

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.


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 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:

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 MCZSERIES 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. 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.

Szokványos alkalmazások Pl.: potenciál elválasztás Futószalag

Tápfeszültségellátás 24 V DC

(24 V DC)

Vezérlés (120 V UC)

Pl.: Jelillesztés 230 V AC PE N L

(230 V AC)

(24 V DC)

Tápfeszültségellátás 24 V DC

Lámpa (120 V UC)

z. B. Fordulatszám-mérés

Szenzor

Tápfeszültségellátás

12

Szenzor

Tápfeszültség-ellátás 24 V DC

(230 V AC)


Vezérlés


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 bar

PE Szelep


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


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: • • • • • • • •

14

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)


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

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

Részletes fogalommagyarázat

Tiltott tartomány

Üzemi 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.

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. 16

Összekötő elem galvanikus leválasztás nélkül

Összekötő elem galvanikus leválasztással

Légrés

A ház körvonala

Kúszóáramút

Áramvezető részek


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.

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.

Schmitt-Trigger Áram

Bemenő jel

Bekapcsolási érték Kikapcsolási érték

Hiszterézis

Idő

Áram

Jelillesztés Schmitt-triggerrel Idő

Tranziensek Feszültség

Túlfeszültség

Tirisztor max. áteresztőfeszültsége

Idő Példa: Zavarjel az AC áramkörben Áram

Kimeneti áram

Idő

17


Műszaki adatok

A következő termék-kiválasztási oldalakon található műszaki adatok meghatározása:

Terhelő áramkörök névleges és határértékei Névleges feszültségek

Névleges kapcsolási feszültség

Az a feszültség, amelyet meghatároz a terhelő áramköri alkalmazás, és amelyre a vonatkozó tesztek és terhelési kategória utal

Feszültségesés (max. terhelésnél)

A legnagyobb feszültségesés a kapcsok között bekapcsolt állapotban

Méretezési feszültség (szigetelés))

Annak a feszültségnek az értéke, amelyre a szigetelési tesztek és a kúszóutak vonatkoznak

Méretezési lökőfeszültség

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

Névleges áramok

Névleges kapcsolási áram

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

Tartósáram

Annak az áramnak az értéke, amelyet az alkatrész folyamatosan vezetni tud

Szivárgó áram

Annak az áramnak az effektív értéke, amely zárt állapotban a kapcsolóelemen folyik

Hálózati frekvencia

Az a hálózati frekvencia, amelyre az alkatrészt kifejlesztették, és amelynek az egyéb jellemző értékek megfelelnek

Megengedett rövidzárási áram

Annak az áramnak az értéke, amelyet az alkatrész – a gyártó által meghatározott rövidzárlat elleni védelemmel védve – vezethet

Terhelési kategória a 62314 szerint

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

A névleges feszültségből és a névleges áramból képzett szorzat, amely adatoknak legalább a vezérelendő készülék adataiból rendelkezésre kell állni

Max. bemeneti frekvencia

A jelfrekvenciának az a legmagasabb értéke, amellyel a vezérlőfeszültséget tervezni szabad

Névleges vezérlő feszültség

Annak a feszültségnek az értéke, amelyre a vezérlő áramkört tervezték

Névleges segédfeszültség

Annak a feszültségnek az értéke, amelyet a csatolónak segédfeszültségként biztosítani kell

Bekapcsolási feszültség

Annak a feszültségnek az értéke, amelynél a terhelő áramkör biztosan bekapcsol

Kikapcsolási feszültség

Annak a feszültségnek az értéke, amelynél a terhelő áramkör biztosan kikapcsol

Bekapcsolási késleltetés

A névleges vezérlő feszültség rákapcsolásától a terhelő áramkör teljes bekapcsolásáig tartó időtartam

Kikapcsolási késleltetések

A névleges vezérlő feszültség lekapcsolásától a terhelő áramkör teljes kikapcsolásáig tartó Iidőtartam

Környezeti hőmérséklet

A környező levegő hőmérsékletének az a tartománya, amelyen belül a készülék üzemeltethető

Tárolási hőmérséklet

A környező levegő hőmérsékletének az a tartománya, amelyen belül a készülék tárolható

18

Optocsatolók és szilárdtest relék. Termékinformáció

Recommend Documents