Триак против реле

Тиристоры (симисторы и их однонаправленные родственники, SCR) являются полупроводниковыми устройствами, тогда как реле являются электромеханическими устройствами. Триаки могут переключать как переменный, так и постоянный ток, но, как сказал XTL, они не остановят ток, если ток между MT1 и MT2 не упадет ниже порогового уровня, или если вы принудительно отключите устройство.

(примечание: я провел 13 лет в управлении промышленными двигателями, мы разработали оборудование, которое переключалось на многие тысячи ампер и многие тысячи вольт через тиристоры.)

Реле — довольно простые в использовании устройства; вы подаете питание на катушку и контакты замыкаются. Вы обесточиваете катушку и контакты размыкаются. Простой транзистор может управлять им, но вам понадобится некоторое демпфирование (минимум диод с обратным смещением на катушке реле), чтобы предотвратить выход вашего транзистора из строя из-за индуктивной отдачи. Ваш управляющий сигнал и ваш управляемый сигнал полностью изолированы друг от друга.

Релейные контакты не являются непобедимыми; если вы разомкнете контакты под нагрузкой, вы можете заставить их «замерзнуть» (то есть они не разомкнутся). Кроме того, если вы используете реле, рассчитанное на мощность, и пытаетесь переключать слабые сигналы, контакты могут в конечном итоге загрязниться, и вы не получите хорошего соединения между контактами.

Триаки, будучи полупроводниковыми, в основном бесшумны. Если вы не используете импульсный трансформатор или оптоизолятор, ваша цепь управления будет находиться на потенциале вашей управляемой цепи (обычно это нейтраль для ваших цепей 120/220 В). Тиристоры можно использовать для управления фазой нагрузки, что означает, что вы можете приглушать свет или (грубо) контролировать скорость двигателя переменного тока. С реле это практически невозможно. Вы также можете делать изящные трюки, например, разрешать только «x» полных циклов, чтобы сделать менее «шумный» контроль фазы. SCR также хороши для сброса всей энергии конденсатора в нагрузку (вспышка или рельсотрон). В некоторых источниках питания тиристоры также используются в качестве ломовых устройств; они включаются и закорачивают питание (при этом перегорает предохранитель), защищая нагрузку от перенапряжения.

Тиристорам не нравятся резкие скачки напряжения или тока, когда они выключены; это может вызвать их случайное включение или повредить устройства. Простое демпфирование помогает контролировать эти режимы отказа.

Тиристоры также не полностью изолируют нагрузку от источника; если вы измерите напряжение на нагрузке с выключенным тиристором, вы измерите полное напряжение. У них тиристор выключен, но выключен не означает "открыт" - это означает "высокое сопротивление". Это может вызвать проблемы с некоторыми приложениями.

Если вы переключаете сигнал переменного тока, тиристоры довольно безболезненны; они закроются вокруг следующего пересечения нуля. Если вы управляете округом Колумбия... опять же... вам есть о чем подумать. Постоянный ток также проблематичен для реле, потому что вы почти всегда будете размыкать контакты реле под нагрузкой, поэтому вы должны подобрать для этого реле.

Короче говоря: да, симисторы могут заменить реле почти во всех приложениях. Если вы не хотите возиться с демпфированием и изоляцией, вы всегда можете купить твердотельные реле; это триаки с соответствующей схемой управления, чтобы они работали почти так же, как реле.

Преимущества симистора

1. Отсутствие механического износа
2. Легче включить пересечение нуля . (Также можно сделать с реле, но менее точно из-за задержки включения)
3. Может использоваться в опасной среде, особенно во взрывоопасных средах, где контакты искрового реле полностью разомкнуты.
4. Отсутствие электромагнитных помех из-за переключения искр/дуг
5. Нет контактов, которые можно сварить
6. Часто более компактный
7. Нет магнитного взаимодействия с близлежащими индукторами

Преимущества реле

1. Может обрабатывать постоянный ток
2. Может обрабатывать любой сигнал : низкий и высокий ток, низкую и высокую частоту, низкое и высокое напряжение
3. Изоляция между управляющей и переключаемой сторонами
4. Нет утечки в выключенном состоянии
5. Очень низкое падение напряжения при включении
6. Поэтому возможны большие токи без охлаждения
7. Демпфер dV/dT не требуется

Симистор, являясь разновидностью тиристора, выключится (только) при нулевом токе (пересечение нуля). Его требования к приводам также отличаются.

Я думаю, наиболее очевидный сценарий — это когда вы хотите что-то включать и выключать по желанию, скажем, двигатель. Симистор сам по себе не может отключить питание, как это может сделать реле, поэтому вам понадобится еще один проходной элемент, который вы можете отключить и, таким образом, отключить симистор.

Симистор, вероятно, также будет разрушен, если вы выведете его за его пределы, поэтому может быть сценарий с высоким напряжением или током, когда вы не можете найти достаточно большой симистор, но можете найти реле.

Другим может быть очень деликатный сигнал, который не может удерживать триак во включенном состоянии.

Но самое очевидное отличие заключается в том, что реле, как правило, полностью изолировано между приводом и стороной переключения, симистору потребуется небольшой ток между двумя цепями, поэтому он не подходит, если вам нужно, чтобы это конкретное место было изолировано. Однако вы, возможно, можете изолировать сторону привода затвора (и часто делаете это при переключении 120/230 В переменного тока).

Если я правильно помню, симистор бесполезен на постоянном токе, только на переменном токе.

Но реле может справиться с обоими.

Вы можете комбинировать их обоих. Мощность, рассеиваемая SSR, обычно составляет 13 Вт при 10 А, что, вероятно, требует радиатора. Но с помощью механического реле вы можете сократить это время до нескольких миллисекунд, пока реле замыкается. Поскольку твердотельное реле уже включено, напряжение на контактах реле очень низкое, поэтому искрения не возникает. Вам, вероятно, понадобится небольшой микропроцессор, потому что последовательность сигналов включения/выключения должна быть правильной.