Pourquoi les relais sont-ils toujours utilisés dans les fours électriques?

25

J'ai acheté un nouveau four électrique à ventilateur récemment. Il a un thermostat numérique et un système de contrôle. Pourtant, à ma grande surprise, j'entends un relais cliquer et s'éteindre à l'intérieur pour contrôler la puissance de son élément chauffant. Le four est évalué à 4 kW (230 V).

Je m'attendais à ce qu'il utilise un triac pour allumer et éteindre l'élément. Alors pourquoi pas?

Je ne pense pas que les réponses ici reproduisent la question de l'utilisation des relais dans les automobiles. Les critères de conception pour la commutation 230V AC sont très différents pour 12V DC. Pour commencer, LVDC utiliserait un MOSFET tandis que le secteur AC utiliserait un Triac. Les considérations concernant la chute de tension à travers le dispositif semi-conducteur et la dissipation de la chaleur perdue sont différentes. Les régimes de sécurité sont différents. L'environnement opérationnel est différent. Etc.

ac relay mains triac nigel222
la source
11
J'ai acheté un four combiné micro-ondes / convection qui n'était que de 1,2 kW. Il utilise un triac pour son élément - et je le sais parce que je me tenais juste là quand la chose stupide s'est éteinte. Je m'attends à ce qu'un relais soit un peu plus robuste.
Bryan Boettcher
12
Les relais pourraient coûter un sou moins cher sans coût supplémentaire pour un dissipateur thermique
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
7
Duplication possible de Pourquoi y a-t-il autant de relais utilisés dans une voiture, au lieu de transistors? . Devons-nous répéter cela sur chaque équipement qui utilise encore des relais?
Dmitry Grigoryev
1
Aurait pensé que les raisons pour 12V DC et les raisons pour 230V AC ont peu en commun. Vous ne pouvez pas utiliser trivialement un triac pour contrôler les charges résistives CC, pour les démarreurs.
nigel222
3
@ nigel222 En effet, dans ce cas, vous utiliseriez un MOSFET (qui est plus facile à utiliser qu'un triac). Mais encore, vous pouvez généraliser les deux questions comme "Pourquoi utilisons-nous des relais vs semi-conducteurs", et les raisons seront les mêmes.
dim

Réponses:

53

Avantages des relais sur les triacs:

  1. Très faible chute de tension lorsqu'il est allumé. Cela signifie qu'ils ne dissipent pas beaucoup de puissance. Pour les appareils de forte puissance, le coût de la gestion de la chaleur l'emporte souvent sur le coût du composant qui dissipe la chaleur.

  2. Bon isolement. La bobine de relais est intrinsèquement séparée électriquement du commutateur de relais. Rendre cette isolation résistante aux tensions normales des lignes électriques est assez simple et bon marché.

  3. Capable de résister à des températures élevées mieux que les semi-conducteurs. Le silicium cesse d'être un semi-conducteur à environ 150 ° C. Il n'est pas trop difficile de fabriquer des relais qui peuvent supporter beaucoup plus. Cela peut être très utile dans un appareil destiné à chauffer.

  4. Meilleure immunité au bruit d'entrée. Le couplage capacitif parasite, même à partir de pics de puissance à proximité, d'un capteur RF, etc., ne déclenchera pas un relais.

Olin Lathrop
la source
44
Une autre raison est le mode de défaillance. Sur AC , il est très peu probable qu'un relais ne jamais rester sur . Un semi-conducteur peut cependant toujours échouer de cette façon. Vous ne voulez pas un tel mode de défaillance dans un appareil de chauffage puissant.
Janka
3
Et traiter la dissipation thermique dans un appareil dont le but est d'atteindre des températures supérieures à ce que peuvent supporter les semi-conducteurs est encore plus problématique.
dim
23
Nous avons des pannes de relais à contact fermé tout le temps ici, sur divers fours, plaques d'agitation, refroidisseurs, etc. Bien sûr, c'est avec de très vieilles unités, où les contacts ont bien dépassé leur durée de vie nominale. Cela, ou avec des relais de faible qualité dans des produits de mauvaise qualité. Oui, les contacts presque détruits ne s'ouvrent généralement pas, mais parfois ils se ferment.
wbeaty
6
@Joshua: comme l'a dit wbeaty, parfois les contacts de WELD se sont fermés. La gravité ne va pas souder quoi que ce soit de cette taille.
Monsieur Mystère du
2
@Josh: Et en plus, le ressort d'un relais typique agit sur l'interrupteur beaucoup plus fortement que la gravité, en partie pour que le relais puisse être orienté arbitrairement dans un champ de gravité de 1 g. Certains relais ont même les pièces mobiles conçues pour qu'il n'y ait aucun effet de gravité net dans aucune direction. C'est souvent le cas des relais "résistants aux vibrations".
Olin Lathrop du
20

Ajoutant aux points de la réponse d'Olin:

Si vous n'avez pas besoin des temps de commutation rapides des dispositifs semi-conducteurs, les relais sont assez robustes et bon marché, par rapport aux circuits nécessaires pour mettre en œuvre un commutateur à semi-conducteurs capable de commuter la même quantité d'énergie.

Lorenzo Donati soutient Monica
la source
5
De plus, pour une cuisinière électrique, l'augmentation de la puissance requise pour entraîner une bobine de relais par rapport à un interrupteur à semi-conducteurs ne vaut pas la peine d'être dérangée.
WhatRoughBeast
5
@WhatRoughBeast, cela peut en fait être l'inverse de la puissance. Un triac baisse d'environ 1,5 V et il commute 16A donc 24 watts. Je doute qu'une bobine de relais consomme 24 watts!
nigel222
4

De plus, lorsqu'un triac tombe en panne, il est souvent «bloqué» à l'état conducteur. Il ne s'éteindra plus.

Ce n'est peut-être pas une bonne idée d'avoir un semi-conducteur qui, lorsqu'il est endommagé (par exemple) par une pointe de tension ou de courant, allume votre four à pleine puissance pendant vos vacances.

Klaws
la source
3

Pour être clair sur le point important, je pense que Chue X pourrait faire: un relais a une excellente isolation entre la ligne et les bornes de charge alors qu'un triac ne le fait pas. Par exemple, la fiche technique BT136-600 montre que ce triac 4A présente une fuite maximale de 0,5 mA. C'est un triac qui conviendrait à un gradateur mural ordinaire. À moins que le variateur n'inclue un interrupteur mécanique, vous mesureriez alors 120 VCA côté charge lorsque le triac est éteint s'il n'y a pas de charge connectée. S'il y a une charge connectée, vous mesurerez une tension beaucoup plus basse qui serait égale au courant de fuite multiplié par la résistance de charge.

En règle générale, vous vous attendez à ce qu'un triac de puissance supérieure capable de 4 KW ait un courant de fuite plus élevé en raison de sa zone active beaucoup plus grande. Cela créerait un risque de choc important dans le four lorsque l'élément est grillé ou doit être retiré pour l'entretien. Il y aurait 230 VCA avec une capacité de courant importante exposée sur les connexions des éléments chauffants. L'utilisation d'un relais garantit que l'élément est isolé en toute sécurité de la ligne lorsque le four est éteint.

Concernant les triacs opto-isolés: il s'agit de l'isolement entre les connexions ligne / charge et les connexions de contrôle. Cela est nécessaire pour éviter que des tensions et des courants dangereux ne reviennent à travers le signal d'entrée de commande vers l'électronique qui le contrôle. Un bon aperçu des optocoupleurs, y compris des triacs opto-isolés, est disponible ici . Tutoriel sur les optocoupleurs . Les triacs opto-isolés ont toujours un courant de fuite important et ne sont souvent pas adaptés pour contrôler certaines charges. C'est aussi le genre de fuite qu'un relais fournit entre sa bobine et sa charge, comme mentionné par la réponse d'Olin.

wilk
la source
1

Ajoutant au point de la réponse d'Olin, il y a une isolation entre les côtés commutés et les côtés de contrôle. Alors qu'un triac nécessite une petite quantité de courant entre les deux circuits.

Réf: Triac contre Relais

shri
la source
Pas de courant entre les côtés avec opto-isolation. Je m'éloigne de ce que je sais, mais j'ai entendu parler de triacs opto-isolés et d'opto-triacs (même chose?)
nigel222
Le triac opto-isolé est un nom commun pour un module de sortie intégré qui inclut à la fois le triac et l'opto-coupleur dans un seul module. Il est également le plus souvent époxy en pot pour assurer l'isolation diélectrique. Vous ne pouvez pas fabriquer une pièce monolithique avec une isolation optique intégrée, mais ces modules sont assez courants dans le contrôle industriel.
wilk