Pourquoi des contrôleurs de puissance SCR volumineux sont-ils utilisés alors que cela peut être obtenu avec un relais?

C'est une question un peu noob. J'ai récemment obtenu un contrôleur de puissance SCR ( WATLOW DIN-a-mite DB20-24CO-0000 Style B ). C'est la première fois que je teste moi-même un contrôleur SCR. Le déclencheur d'entrée est de 4VDC à 32VDC, que j'ai alimenté avec un Li-ion entièrement chargé à 4.1V. Entrée AC: 115VAC de l'onduleur 12V et out est un compteur de panneau numérique 115V (je voulais essayer d'abord avec un appareil de faible puissance) bien qu'il soit destiné à un radiateur.

Selon les spécifications, le SCR est évalué à 25 ampères. Des relais de courant similaires ou même supérieurs sont disponibles et de taille beaucoup plus petite.

Alors, y a-t-il une raison particulière d'utiliser un contrôleur de puissance SCR sur un relais / contacteur à courant plus élevé? En outre, un contrôleur d'alimentation SCF est-il identique à un relais à semi-conducteurs?

Alors, y a-t-il une raison particulière d'utiliser un contrôleur de puissance SCR sur un relais / contacteur à courant plus élevé? [D'après les commentaires: ce que je voulais dire, c'est si un simple contrôleur déclenché par SCR (en ignorant l'exemple ci-dessus) est meilleur qu'un relais?]

Oui, il y a plusieurs avantages:

• Pas de pièces mobiles.
• Peut généralement changer très fréquemment (bien que la fiche technique de la pièce que vous avez choisie suggère que ceux-ci doivent fonctionner sur un cycle de service minimum de 3 s).
• Arrêt sans croisement. L'une des caractéristiques des SCR (y compris les triacs) est qu'une fois déclenchés, ils restent allumés jusqu'à ce que le courant tombe en dessous de la valeur de maintien au passage à zéro suivant.
• La possibilité d'une commutation par croix zéro au point de mise sous tension. Ce type de SSR, lorsqu'il est déclenché, attend jusqu'au prochain passage à zéro avant de s'allumer. Cela et l'arrêt à croisement nul entraînent une réduction des interférences électromagnétiques (EMI) très réduites.
• La possibilité de gradation. Voir figure 1.

Figure 1. Avec un SSR sans croisement nul, la gradation est possible.

• La puissance proportionnelle est toujours possible avec des relais statiques zéro mais sur une plus longue échelle de temps. Ceci est généralement plus que suffisant pour le contrôle du chauffage où les constantes de temps sont longues. Voir figure 2.

Figure 2. Contrôle proportionnel du temps de marche / arrêt. Notez que la taille des pas est d'un demi-cycle minimum. Cela peut rendre la réponse grossière si le temps de répétition est court.

• Les SSR sont silencieux.

Est-ce qu'un SSR est presque identique au contrôleur déclenché par SCR?

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Figure 3. Un SSR (a) très simple, un thyristor (b) et un triac (c).

Un SSR (a) aura une isolation électrique entre le circuit de déclenchement et le SCR réel. Un contrôleur SCR pourrait ne pas l'être et, dans sa plus simple expression, pourrait simplement être un thyristor ou un triac. Notez que sur la figure 3a, j'ai montré une source de courant constant pour représenter les circuits internes qui permettent au SSR de fonctionner sur une large gamme de tensions d'entrée - 4 à 32 V dans votre exemple.

Pour plus d'informations, voir:

• Confusion avec le tir TRIAC et le point de passage à zéro .
• Utilisation du courant alternatif pour déclencher le Triac .

Le relais fournira "all on" ou "all off" mais le scr pourra contrôler l'alimentation à travers une plage contrôlable définie de 0 à 100%.

Votre SSR est une alimentation à tension contrôlée en ajustant la phase du TRiac qui est un moyen de contrôle proportionnel à faible coût.

Cependant, les appareils de chauffage ont des constantes de temps longues et peuvent également être contrôlés marche-arrêt avec une petite hystérésis.

Les régulateurs linéaires empêchent les hystérésis lorsqu'ils sont utilisés avec une thermistance de consigne. Vous pouvez également régler le gain afin d'améliorer la régulation. Une dérive trop importante du capteur entraînera son extinction complète avec un gain élevé et trop peu de gain aura plus de dépassement à la fermeture d'une porte ou plus de décalage à l'ouverture d'une porte froide.

Contrairement à un simple triac ou relais ZCS, cet appareil permet une compensation PID externe pour un contrôle idéal de la température. perturbations. Un relais a un cycle de vie beaucoup plus court que les SSR en fonction des fros de la charge nominale et de la qualité du relais environ 50k cycles MTBF ... (0,5 à 1 'C)

Cependant, j'ai supposé un contrôle proportionnel dans la remarque ci-dessus. Les meilleurs contrôleurs incluent un signal PID conditionnel au retour de la température par rapport à l'erreur de consigne.

$I^2\:t$

Un relais à semi-conducteurs n'est que le "courage" pour ainsi dire du SSPC, qui est la partie de commutation réelle à l'intérieur sans toutes les fonctionnalités de fantaisie. Elle nécessite un contrôle externe. Mais si tout ce que vous voulez, c'est un remplacement pour un relais, et que vous n'avez pas besoin de toutes les fonctionnalités sophistiquées d'un SSPC, alors ce sont une alternative à un relais.

Les relais ont des problèmes d'arc de contact et d'oxydation et d'érosion et de soudage, ainsi que tout ce qui va de pair avec les pièces physiques et mobiles - des retards plus longs et un rebond de contact, etc.

$2\:\textrm{W}$

Il est possible d'organiser un hybride à la fois d'un relais et d'un SSR, où vous activez les deux. Le SSR sera plus rapide et n'aura pas de problèmes d'arc. Ensuite, le relais s'engage, mais comme le SSR est déjà actif, il n'y aura presque pas d'arc sur les contacts et le rebond n'est pas pertinent non plus. C'est donc bien. Une fois le relais engagé, il prend le relais et le SSR ne dissipe plus d'énergie. La dissipation de chaleur pour le SSR n'est donc pas tellement une préoccupation et peut être beaucoup plus petite. Je doute que les SSMC puissent utiliser une approche hybride en eux-mêmes tout en conservant bon nombre de leurs autres fonctionnalités.

Bref, il y a des options. Et c'est une bonne chose, je suppose. Il s'agit simplement de décider ce qui est le mieux pour la situation.

Pourquoi éviter les relais? Généralement en raison du coût / de la taille par rapport à la durée de vie limitée et au mode de défaillance.

Les SCR sont petits et peu coûteux, mais sont vulnérables aux surtensions et aux pointes de ligne. Des circuits de protection et la surveillance du processeur peuvent être inclus.

Un petit relais peu coûteux aura une durée de vie limitée, car les contacts sont lentement érodés par un arc pendant l'ouverture et par des piqûres / vaporisation de surface pendant la fermeture. Finalement, le relais deviendra erratique, refusant de se fermer (fragments d'oxyde sur le chemin), ou lorsque les contacts corrodés se soudent par points ensemble. Jusqu'à ce que cela se produise, un relais peu coûteux peut être plus fiable qu'un SCR, donc sa protection / surveillance supplémentaire n'est pas nécessaire.

La durée de vie du relais peut être considérablement prolongée en utilisant des relais physiquement plus chers et plus gros (ayant une force de fermeture élevée et des contacts épais et larges). Un tel appareil sera-t-il trop grand pour tenir dans votre contrôleur? Votre contrôleur gère-t-il plusieurs sorties, ou une seule?

Petit problème distinct: les relais ont une synchronisation CA non synchronisée et un coup de pied inductif, et ils créent un bruit électrique, mais les SCR peuvent utiliser une commutation à faible bruit et passage à zéro. Certaines applications sensibles (laboratoires de recherche, etc.) peuvent empêcher l'utilisation de contrôleurs à relais.