Твердотельные реле Протон-Импульс. Обзор

Твердотельное реле при протекании через него тока в цепи нагрузки нагревается, это обусловлено электрическими потерями на силовых полупроводниковых элементах. Увеличение температуры реле накладывает ограничение на величину коммутируемого им тока нагрузки. С целью охлаждения ТТР коммутационный элемент во всех твердотельных реле смонтирован на металлическое основание корпуса, на котором рассеивается выделяемое в процессе работы тепло. Однако металлическое основание твердотельного реле ввиду малой своей площади способно успешно рассеивать лишь небольшое количество тепла, когда ток нагрузки не превышает 5 А.

Следовательно, при длительной работе реле с токами нагрузки свыше 5 А требуется применение радиатора охлаждения, с помощью которого будет увеличена площадь рассеивания тепла.

Значение тока нагрузки, обозначенное на шильдике твердотельного реле, указывается из условия нагрева основания реле не выше 40 °C. При нагреве реле свыше 40 °С допустимая величина коммутируемого тока снижается и будет меньше заявленного значения. При 70 °С коммутационная способность реле падает вдвое. А при нагреве до 80 °С уже возникает тепловой перегрев коммутационного ключа с переходом реле в неуправляемый режим, когда нагрузка включается с помощью ТТР, но отключиться уже не может. В итоге это приводит к тепловому пробою коммутационного элемента и, соответственно, выходу реле из строя. Очевидно, что для нормальной эксплуатации твердотельного реле необходимо обеспечивать отвод тепла от коммутационного элемента, дабы избежать перегрева реле с последующим выходом его из строя.

Зависимость тока реле от температуры окружающей среды (основания ТТР).

Кроме того, работа реле при повышенных температурах (свыше 60 °С) сокращает ресурс эксплуатации и повышает вероятность выхода реле по другим причинам. В случае повышенной температуры окружающей среды (свыше 40 °С) ТТР не сможет нормально охлаждаться, даже при использовании радиатора с принудительным обдувом. В такой ситуации ТТР будет перегреваться и может выйти из строя.

Главное правило выбора радиатора

При выборе радиатора для охлаждения твердотельного реле следует руководствоваться:

• в первую очередь, способностью радиатора рассеивать тепло;
• и только потом уделять внимание габаритным характеристикам.

Стоит учитывать, что таблицы подбора радиаторов разработаны, исходя из нормальных условий эксплуатации ТТР, когда температура эксплуатации не превышает 25 °С, а радиатор установлен в хорошо проветриваемом месте, где естественной циркуляции воздуха ничто не препятствует. Поэтому при выборе по таблицам подбора стоит обязательно учитывать факторы, ухудшающие теплоотдачу (размещение в шкафу, повышенная внешняя температура в месте установки и т. п.), и выбирать радиатор заведомо с запасом по рассеиваемой мощности.

Таблица подбора радиатора для ТТР

В таблице указано количество монтируемых на радиатор твердотельных реле (ТТР) и максимально допустимый ток нагрузки на каждое ТТР по каждой фазе.