- PVA33: швидкодіючий реле для комутації сигналів
- PVT312: телекомунікаційне реле загального призначення
- PVG612: низьковольтне реле середньої потужності для змінного струму
- PVDZ172N: низьковольтне середньої потужності для постійного струму
- PVX6012: для великих навантажень
- PVI: фотоізолятор для зовнішніх ключів великої потужності
- PVR13: подвійне швидкодіючий реле
- Застосування оптоелектронних реле IR
- висновок
- Про компанію Int. Rectifier
Компанія International Rectifier - розробник і виробник силової електроніки з 1947 року - випускає величезну номенклатуру оптореле для всіляких застосувань. Найбільш популярні з них можна умовно розділити на наступні групи:
- Швидкодіючі (PVA, PVD, PVR);
- Загального призначення (PVT);
- Низьковольтні середньої потужності (PVG, PVN);
- Високовольтні потужні (PVX).
PVA33: швидкодіючий реле
для комутації сигналів
Реле змінного струму серії PVA33 - однополюсное, нормально розімкнутий. Призначено для загальних цілей комутації аналогових сигналів.
Принцип дії пристрою - наступний (рис. 1). Напруга, що подається на вхід реле, викликає протікання струму через арсеніду-галієвий світлодіод (GaAlAs), що призводить до інтенсивного світіння останнього. Світловий потік потрапляє на інтегральний фотогальванічний генератор (ФГГ), який створює різницю потенціалів між затвором і витоком вихідного ключа, тим самим переводячи останній в провідний стан. В якості силових вихідних ключів застосовані силові МОП-транзистори (HEXFET - запатентована IR технологія). Таким чином досягається повна гальванічна ізоляція вхідних ланцюгів від вихідних.
Мал. 1. Структурна схема PVA33
Переваги такого рішення в порівнянні зі звичайними електромеханічними і герконовими реле полягає в значному підвищенні терміну служби і швидкодії, зменшення втрат потужності, мінімізації розмірів. Ці переваги дозволяють підвищити якість розроблюваної продукції для різних застосувань, наприклад, в області мультиплексування сигналів, автоматичного випробувального устаткування, систем збору даних і інших.
Рівень напружень, який здатний комутувати реле цієї серії, лежить в діапазоні від 0 до 300 В (амплітудне значення) як змінного, так і постійного струму. При цьому мінімальний рівень визначається (при постійному струмі) опором каналу вихідних транзисторів, яке становить в середньому близько 1 Ом (максимально до 20 Ом).
Динамічні характеристики пристрою визначаються часом включення-виключення, що становлять порядку 100 мкс. Таким чином, гарантована частота перемикань реле може досягати 500 Гц і більше.
Максимальна частота комутованого сигналу залежить в основному від частотних характеристик застосовуваних транзисторів і для МОП-ключів досягає сотень кілогерц. Реле поставляються в 8-вивідних DIP-корпусах і доступні в двох варіантах: для монтажу в отвори і для поверхневого монтажу.
PVT312: телекомунікаційне реле
загального призначення
Фотоелектричне реле PVT312, однополюсное, нормально розімкнутий, може бути використано як на постійному, так і на змінному струмі.
Це твердотельное реле спеціально розроблено для застосування в телекомунікаційних системах. Реле серії PVT312L (з суфіксом «L») використовують активну схему обмеження струму, що дозволяє їм витримувати сплески струмів перехідних процесів. PVT312 випускається в 6-контактному DIP-корпусі.
Застосування: телекомунікаційні ключі, пускові механізми, загальні схеми перемикання.
Схеми підключення можуть бути трьох типів (рис. 2). У першому випадку два ключа мікросхеми підключаються послідовно. Це дозволяє за рахунок симетрії вийшов схеми коммутировать змінну напругу. Така схема називається включенням типу «А». Тип «В» відрізняється тим, що використовується тільки один з двох ключів мікросхеми. Це дозволяє комутувати більший, однак, уже тільки постійний струм. У третьому варіанті (тип «С») ключі підключаються паралельно, тим самим збільшуючи максимально можливе значення струму.
Мал. 2. Можливі схеми підключення PVT312
PVG612: низьковольтне реле середньої
потужності для змінного струму
Фотоелектричні реле серії PVG612 - однополярні, нормально розімкнуті твердотільні реле. Компактні пристрої серії PVG612 використовуються для ізольованого перемикання струмів до 1 А з напругою від 12 до 48 В змінного або постійного струму.
Реле цього типу цікаві тим, що вони здатні комутувати відносно великі (для даного типу пристроїв) змінні струми, при цьому зберігаючи швидкість роботи, властиву рішенням на МОП-транзисторах.
PVDZ172N: низьковольтне середньої
потужності для постійного струму
Реле даної серії (рис. 3), на відміну від вищеописаних, призначені для комутації струмів тільки постійної полярності силою до 1,5 А і напругою до 60 В. Наприклад, ці реле знаходять застосування в управлінні освітлювальними приладами, двигунами, нагрівальними елементами і т . Д.
Мал. 3. Структурна схема PVDZ172N
PVDZ172N випускаються нормально роз'єднаними в однополюсного виконанні в 8-вивідних DIP-корпусах.
Інші можливі сфери застосування: аудіоапаратура, джерела живлення, комп'ютери та периферійні пристрої.
PVX6012: для великих навантажень
Для великих низькочастотних навантажень компанія IR пропонує фотоелектричне реле PVX6012 (рис. 4) (однополюсное, нормально розімкнутий). У пристрої використано вихідний ключ на базі біполярного транзистора з ізольованим затвором (IGBT), що дозволило отримати мале падіння напруги в відкритому стані і низькі струми втрат в закритому при досить високій швидкості роботи (7 мс - включення / 1мс - виключення).
Мал. 4. Структурна схема PVX6012
PVX6012 випускається в 14-контактному DIP-корпусі, в якому, що цікаво, використовується всього чотири виведення - таке рішення дозволяє забезпечувати краще охолодження пристрою.
Основні сфери застосування включають в себе: тестове обладнання; промисловий контроль і автоматизацію; заміну електромеханічних реле; заміну ртутних реле.
PVI: фотоізолятор для зовнішніх
ключів великої потужності
Прилади цієї серії не є реле у власному розумінні слова. Тобто не здатні комутувати потоки великої енергії за допомогою малої. Вони лише забезпечують гальванічну розв'язку входу від виходу, звідки і їхня назва - фотоелектричний ізолятор (рис. 5).
Мал. 5. Розведення висновків фотоізолятора PVI
Навіщо ж потрібна така «недореле»? Справа в тому, що прилади серії PVI виробляють при отриманні вхідного сигналу електрично ізольований постійна напруга, яка достатня для безпосереднього управління затворами потужних MOSFET і IGBT. Фактично це оптореле, але без вихідного ключа, в якості якого розробник може використовувати відповідний для нього по потужності окремий транзистор.
PVI ідеально підходять для застосувань, що вимагають високотокового і / або високовольтного перемикання з оптичною ізоляцією між схемою управління і потужними схемами навантаження.
До того ж ізолятор серії PVI1050N містить в собі два одночасно керованих виходу, що дає можливість підключати їх послідовно або паралельно для забезпечення більш високого значення струму управління (МОП) або більш високого значення напруги управління (БТІЗ). Таким чином фактично можна отримати вихідний сигнал 10 В / 5 мкА при послідовному включенні і 5 В / 10 мкА - при паралельному.
Два виходу PVI1050N можуть застосовуватися і окремо, за умови що різниця потенціалів між виходами не перевищує 1200 В (пост.) Ізоляція вхід-вихід становить 2500 В (дійств.).
Прилади даної серії випускаються в 8-вивідних DIP-корпусах і знаходять застосування в організації управління потужними навантаженнями, перетворювачах напруги і т.п.
PVR13: подвійне швидкодіючий реле
Головною особливістю даної серії є наявність двох незалежних реле в одному корпусі (рис. 6), кожне з яких може бути включено по типу «А», «В», або «С» (пояснення типів см. Вище в описі PVT312). Максимальна напруга комутації 100 В (пост. / Перем.), Струм 300 мА. В іншому дане реле по області застосування і характеристиках близько до PVA33 і призначене також для комутації аналогових сигналів середньої частоти (до сотень кілогерц).
Мал. 6. Принципова схема реле (в одному корпусі PVR13 два таких реле)
Випускаються в 16-контактних DIP-корпусах з висновками для монтажу в отвори.
Основні характеристики оптоелектронних реле IR представлені в таблиці 1.
Таблиця 1. Параметри оптоелектронних реле компанії IR
ХарактеристикиPVA33PVT312PVG612NPVDZ172NPVX6012Вхідні характеристики
Мінімальний струм управління, мА 1 ... 2 + 2 10 10 5 Макс. ток управління для знаходження в закритому стані, мА 0,01 0,4 0,4 0,4 0,4 Діапазон керуючого струму (необхідне обмеження струму!), мА 5 ... 25 2 ... 25 5 ... 25 5 ... 25 5 ... 25 Максимальна зворотна напруга, В 6 6 6 6 6 Вихідні характеристики Робочий діапазон напруги, В 0 ... 300 0 ... 250 0 ... 60 0 ... 60 (пост.) 280 (пров.) / 400 (пост.) Максимальний тривалий струм навантаження при 40 ° С, А 0,15 - - 1,5 1 А соед. (Пост або перем) - 0,19 1 - - В соед. (Пост.) - 0,21 1,5 - - З соед. (Пост.) - 0,32 2 - - Максимальний імпульсний струм, А - - 2,4 4 Чи не повториться. 5 А (1 сек) Опір у відкритому стані, не більше, Ом 24 - - 0,25 - А соед. - 10 0,5 - - У соед. - 5,5 0,25 - - З соед. - 3 0,15 - - Опір в закритому стані, не менше, МОм 10000 - 100 100 - Час включення, не більше. мс 0,1 3 2 + 2 7 Години виключення, не більше, мс 0,11 0,5 0,5 0,5 1 Вихідна ємність, не більше, пФ 6 50 130 150 50 Швидкість наростання напруги, не менше, В / мкс 1000 - - - - Інше Електрична міцність ізоляції «вхід-вихід», В (ВКВ) 4000 4000 4000 4000 3750 Опір ізоляції, вхід-вихід, 90 В пост.напр., Ом 1012 1012 1012 1012 1012 Ємність «вхід-вихід» , пФ 1 1 1 1 1 Максимальна температура пайки контактів, ° С 260 260 260 260 260 Робоча температура, ° С -40 ... 85 -40 ... 85 -40 ... 85 -40 ... 85 -40 ... 85 температура зберігання, ° С - 40 ... 100 -40 ... 100
-40 ... 100 -40 ... 100 -40 ... 100
Застосування оптоелектронних реле IR
Системи управління. У інтерфейсах АСУ однією з актуальних проблем є організація зв'язку між керуючою і комутованої ланцюгом із забезпеченням надійної гальванічної розв'язки. Тобто необхідно організувати передачу інформації (наприклад, при виконавчому пристрою) без електричного контакту. Одними з перших пристроїв подібного роду були електромеханічні реле, в яких інформація передавалася за допомогою магнітного поля. Однак наявність механічних частин призводило до іскріння контактів і низькому швидкодії таких систем.
Застосування передачі сигналу через світловий потік (оптоелектронні реле) в інтерфейсах АСУ (рис. 7) в порівнянні з електромеханічними комутаторами забезпечує більш високі показники по надійності, швидкості перемикання, довговічності, кращі масогабаритні показники; а перевага в порівнянні з електронними комутаторами - відсутність загальної точки і взаємного впливу кіл при комутації.
Мал. 7. Схема включення оптореле в систему сполучення цифрових схем і виконавчих пристроїв
Наявність в системі управління гальванічної розв'язки є одним з важливих властивостей комутатора, тому що дозволяє створювати окремі потоки управління, що, в свою чергу, дає можливість забезпечувати електричну незалежність інформаційної та виконавчої зон системи. Оптична гальванічна розв'язка ізолює мікроелектронну керуючу апаратуру від сільноточних і високовольтних ланцюгів периферійних виконуючих пристроїв, що призводить до підвищення завадостійкості, терміну служби і зниження ціни такої апаратури.
Збір даних, вимірювальне обладнання. Завдання збору даних зазвичай пов'язані з підключенням вимірювальних або контрольних пристроїв до різних каналах даних. Перемикання за допомогою електромеханічних реле досить ефективно з точки зору мінімального впливу паразитних параметрів на сигнал при проходженні його через реле (особливо в разі амплітудно-модульованих сигналів). Однак, таке рішення пов'язане з рядом вищеописаних недоліків (зокрема, низька швидкодія системи і наявність брязкоту контактів). Використання оптоелектронних реле в цьому випадку (рис. 8) може бути хорошим рішенням, що забезпечує низький рівень паразитного впливу на вимірювальний сигнал і позбавленим мінусів механічної комутації.
Мал. 8. Схема включення оптореле в систему вимірювального обладнання
Ще однією необхідною функцією в вимірювальному обладнанні є перемикання режимів роботи (діапазону вимірювань, коефіцієнта посилення, виду з'єднання і ін.), Яке раніше виконувалося механічно. Наприклад, для вимірювання напруги вольтметр підключається до ланцюга паралельно, в той час як для вимірювання струму необхідно послідовне з'єднання вимірювального обладнання з ланцюгом. У деяких приладах для реалізації такого перемикання необхідно було використовувати інший вхід, механічно переключивши вимірювальну лінію. Це досить незручно в разі частої зміни вимірюваного параметра, тому застосування оптоелектронних реле може ефективно вирішити дану проблему, значно збільшивши зручність користування приладом.
З іншого боку, в системах збору даних необхідність використання оптореле часто обумовлена великою ймовірністю пошкодження чутливих вхідних ланцюгів вимірювальної апаратури (аналогово-цифрових і частотних перетворювачів). Такий небажаний ефект може виникати, наприклад, у зв'язку з великою довжиною провідників від первинного перетворювача до вимірювального елемента, що сприяє наведенню електростатичних перешкод. Крім того, істотний вплив можуть зробити як перехідні процеси під час включення / вимикання апаратури, так і помилки в її використанні, наприклад, присутність вхідного сигналу великої амплітуди при зникненні напруги живлення.
Всі ці фактори призводять до необхідності використання гальванічної розв'язки. Як приклад можна привести реле серії PVT312L з вбудованою активною схемою придушення пульсації струмів, яка може бути ефективно використана в пристроях, пов'язаних з довгими провідниками або працюють в складних електромагнітних умовах (провідні системи екологічного моніторингу підприємств, індустріальні вимірювальні перетворювачі).
Телекомунікації. Застосування оптореле в галузі зв'язку також є перспективним напрямком. Є кілька унікальних функцій, для реалізації яких можна ефективно використовувати переваги оптореле. Сюди відносяться гальванічна розв'язка між модемом і телефонною лінією для запобігання ушкоджень, пов'язаних з електростатичними (в т.ч. грозовими) розрядами; реалізації специфічних функцій телефонного обладнання (імпульсний і тоновий набір, підключення та визначення стану лінії) і т.п.
висновок
В останні роки спостерігається тенденція до постійного зростання попиту на оптоелектронні реле компанії IR. Головними споживачами твердотільних реле є промислові гіганти нашої країни - приладобудівні і транспортні підприємства, великі державні корпорації Ростелеком, Росатом, РЖД. Виробники цінують зручність і високі технічні характеристики реле компанії IR для індустріального застосування.
З іншого боку, постійно зростають вимоги до надійності радіоелектронної апаратури з боку військової та авіакосмічної промисловості. Питання дуже актуальне, який вимагає конкретних технічних рішень, які дозволять знизити відмови техніки в процесі експлуатації. Ні у кого з фахівців не викликає сумніву, що твердотільні реле здатні підвищити надійність апаратури спеціального призначення.
Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка - e-mail: [email protected]
Про компанію Int. Rectifier
У 2015 році компанія Infineon придбала компанію International Rectifier, тим самим значно посиливши свої лідируючі позиції в області силової електроніки. ...Читати далі