En circuitos eléctricos y electrónicos con frecuencia utilizamos varios componentes básicos, dispositivos, etc. Estos componentes y dispositivos incluyen componentes de conmutación, dispositivos de protección, elementos de detección, etc. Consideremos los dispositivos de conmutación y protección tales como transistores, diodos, tiristores, etc. Aquí, en este artículo, analicemos en detalle un tipo especial de dispositivo de conmutación y protección denominado relé. En primer lugar, debemos saber qué es un relé y cómo funciona un relé.
¿Qué es Relay?
Relé
Un relé se puede denominar como un tipo diferente de interruptor que se puede operar eléctricamente. Por lo general, los relés se operan mecánicamente como interruptores mediante un electroimán y estos tipos de relés se denominan relés de estado sólido. Existen varios tipos de relés y se clasifican en función de varios criterios, como el voltaje de funcionamiento, la tecnología de funcionamiento, etc. Se pueden enumerar varios tipos de relés como relé de enclavamiento, relé de mercurio, relé de lengüeta, relé Buchholz, relé de vacío, relé de estado sólido, etc. Antes de discutir en detalle sobre los tipos de relés, analicemos cómo funciona el relé.
Relé de trabajo
Para discutir sobre el funcionamiento del relé, debemos considerar cualquier tipo de relé y aquí en este artículo, considere el relé de estado sólido para comprender fácilmente el funcionamiento del relé. El relé de estado sólido se puede definir como relé, que utiliza los dispositivos semiconductores de estado sólido para realizar la operación de conmutación. Si comparamos relé electromagnético y relé de estado sólido, entonces podemos observar que el relé de estado sólido ofrece una alta ganancia de potencia. Estos relés de estado sólido se clasifican nuevamente en varios tipos, como relés de estado sólido acoplados por transformador, fotoacoplados y acoplados por relé de láminas.
El funcionamiento del relé de estado sólido es similar al relé electromecánico, pero el relé de estado sólido no contiene partes móviles. Por lo tanto, ofrece una mayor confiabilidad a largo plazo en comparación con los relés con contactos móviles. Los transistores MOSFET de potencia se utilizan como dispositivos de conmutación en estado sólido relé de trabajo . El aislamiento eléctrico entre el circuito de entrada de baja potencia y el circuito de salida de alta potencia se puede proporcionar mediante un optoacoplamiento.
Consideremos un ejemplo práctico de relé de estado sólido como se muestra en la siguiente figura. Si el interruptor de salida está abierto o el MOSFET está apagado, se dice que tiene una resistencia infinita. De manera similar, si el interruptor de salida está cerrado o el MOSFET conduce, se dice que tiene una resistencia muy baja. Podemos utilizar estos relés de estado sólido para conmutar corrientes de CA y CC.
Relé de estado sólido
El circuito anterior consta de una unidad fotovoltaica con LED que enciende el MOSFET (transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido metálico) con 20mA a través del LED. El fotovoltaico consta de 25 diodos de silicio que generan una salida de 0,6 V, lo que hace un total de 15 V que es lo suficientemente grande como para encender los MOSFET.
Práctico funcionamiento del relé de estado sólido
Para comprender el funcionamiento del relé en profundidad, consideremos un relé de estado sólido trifásico práctico con ZVS. Tres unidades monofásicas con power triac y red de amortiguadores se utilizan para la conmutación de voltaje cero con el fin de controlar cada fase individualmente.
Relé de estado sólido trifásico con ZVS de Edgefxkits.com
Este proyecto consta de Microcontrolador 8051 que envía señales de conmutación a cada fase a través de optoaisladores. Los optoaisladores impulsan las cargas a través de un conjunto de triacs que están conectados en serie con las cargas. Por cada pulso de voltaje cero, el microcontrolador genera pulsos de salida para encender la carga por cada cruce por cero de la forma de onda de suministro.
Relé de estado sólido trifásico con diagrama de bloques del proyecto ZVS por Edgefxkits.com
La figura anterior muestra el diagrama de bloques del práctico relé de estado sólido trifásico con ZVS que consta de bloque de alimentación , bloque de microcontroladores, set TRIAC y cargas. La función de cruce por cero de un optoaislador (que actúa como controlador TRIAC) evita la irrupción de corriente abrupta en cargas inductivas y resistivas al garantizar una baja generación de ruido. Se utilizan dos botones para generar pulsos de salida desde el microcontrolador.
Para verificar la conmutación de la carga en el punto de voltaje cero, podemos verificar las formas de onda del voltaje aplicado a la carga conectándonos a un CRO o un DSO. El funcionamiento del relé se puede ampliar para conmutar cargas pesadas en las industrias mediante el uso de dos tiristores espalda con espalda. Al incorporar protección contra sobrecargas y protección contra cortocircuitos, podemos lograr una alta confiabilidad.
Ventajas del relé de estado sólido
- El funcionamiento del relé de estado sólido es completamente silencioso, más delgado y permite un empaque ajustado.
- Independientemente de la cantidad de uso, los SSR tienen una resistencia de salida constante.
- El funcionamiento del relé es limpio y sin rebotes en comparación con el funcionamiento del relé mecánico.
- Incluso en entornos explosivos, también se pueden utilizar SSR, ya que no provocan chispas ni siquiera cuando el relé funciona.
- Como no hay partes móviles, estos SSR son más duraderos en comparación con los relés mecánicos.
Desventajas del relé de estado sólido
- Para el circuito de carga de la puerta, el suministro de polarización aislado es esencial.
- Los transitorios de voltaje pueden causar interrupciones falsas.
- Debido al diodo del cuerpo, los SSR tienen un alto tiempo de recuperación inversa transitoria.
¿Quieres conocer en detalle los distintos tipos de relés? Estas interesado en diseñar proyectos de electrónica por tu cuenta? Luego, publique sus comentarios, sugerencias, ideas y consultas en la sección de comentarios a continuación.
