Mengapa pengendali daya SCR yang besar digunakan saat hal yang sama dapat dicapai dengan relay?

Ini agak pertanyaan noob. Saya baru-baru ini mendapat pengontrol Daya SCR ( WATLOW DIN-a-mite DB20-24CO-0000 Style B ). Ini adalah pertama kalinya saya benar-benar harus menguji kontroler SCR untuk diri saya sendiri. Pemicu input adalah 4VDC hingga 32VDC, yang saya dukung dengan Li-ion terisi penuh pada 4.1V. Input AC: 115VAC dari 12V inverter dan out adalah panel meter digital 115V (saya ingin mencoba pertama dengan perangkat bertenaga rendah) meskipun dimaksudkan untuk pemanas.

Sesuai spesifikasi, SCR diberi peringkat 25Amps. Relai arus nilai yang serupa atau bahkan lebih tinggi tersedia dan ukurannya jauh lebih kecil.

Jadi, adakah alasan khusus untuk menggunakan pengontrol daya SCR pada relai / kontaktor arus yang lebih tinggi? Juga, apakah pengontrol daya SCF sama dengan Solid State Relay?

Jadi, adakah alasan khusus untuk menggunakan power controller SCR pada relay / kontaktor arus yang lebih tinggi? [Dari komentar: Apa yang ingin saya tanyakan adalah apakah kontroler SCR sederhana yang dipicu (mengabaikan contoh di atas) lebih baik daripada relay?]

Ya, ada beberapa keuntungan:

• Tidak ada bagian yang bergerak.
• Biasanya dapat berganti sangat sering (meskipun lembar data untuk bagian yang Anda pilih menunjukkan bahwa ini harus menjalankan siklus minimum 3 detik).
• Non-silang mematikan. Salah satu karakteristik SCR (termasuk triac) adalah bahwa setelah dipicu mereka tetap menyala sampai saat ini jatuh di bawah nilai hold-on pada zero-cross berikutnya.
• Kemungkinan zero-cross switching pada titik nyala. Jenis SSR ini akan, ketika dipicu, menunggu hingga zero-cross berikutnya sebelum dinyalakan. Kedua hal ini dan zero-cross turn-off menghasilkan gangguan elektro-magnetik (EMI) yang jauh berkurang.
• Kemungkinan peredupan. Lihat Gambar 1.

Gambar 1. Dengan peredupan SSR non zero-cross dimungkinkan.

• Kekuatan proporsional masih dimungkinkan dengan SSR zero-cross tetapi pada skala waktu yang lebih lama. Ini biasanya lebih dari cukup untuk kontrol pemanas di mana konstanta waktu lama. Lihat Gambar 2.

Gambar 2. Kontrol waktu on-off yang proporsional. Perhatikan bahwa ukuran langkah adalah minimum satu setengah siklus. Ini dapat membuat respons tampak kasar jika waktu pengulangannya singkat.

• SSR diam.

Juga apakah SSR hampir sama dengan SCR triggered controller?

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Gambar 3. SSR yang sangat sederhana (a), thyristor (b) dan triac (c).

SSR (a) akan memiliki isolasi listrik antara sirkuit pemicu dan SCR yang sebenarnya. Kontroler SCR mungkin tidak dan, pada yang paling sederhana, mungkin hanya thyristor atau triac. Perhatikan bahwa pada Gambar 3a saya telah menunjukkan sumber arus konstan untuk mewakili sirkuit internal yang memungkinkan SSR bekerja pada berbagai voltase input - 4 hingga 32 V dalam contoh Anda.

Untuk informasi lebih lanjut, lihat:

• Kebingungan dengan TRIAC firing dan zero crossing point .
• Menggunakan arus AC untuk memicu Triac .

Relai akan memberikan "semua hidup" atau "semua mati" tetapi scr akan dapat mengontrol pasokan melalui rentang terkendali yang ditetapkan dari 0 hingga 100%.

SSR Anda adalah daya yang dikendalikan tegangan dengan menyesuaikan fase TRiac yang merupakan cara kontrol proporsional berbiaya rendah.

Namun pemanas memiliki konstanta waktu lama dan juga dapat dikontrol on-off dengan histeresis kecil.

Pengontrol linier mencegah histeria ketika digunakan dengan termistor setpoint. Anda juga dapat menyesuaikan perolehan sehingga ini dapat meningkatkan regulasi. Terlalu banyak sensor melayang akan menyebabkannya menyala penuh dengan penguatan tinggi dan terlalu sedikit penguatan akan memiliki lebih banyak overshoot ketika pintu ditutup atau lebih lambat ketika pintu dingin dibuka.

Tidak seperti hanya ZCS Triac atau Relay, unit ini memungkinkan kompensasi PID eksternal untuk kontrol suhu ideal. gangguan. Relai memiliki siklus hidup yang jauh lebih rendah daripada SSR tergantung pada tingkat peringkat beban dan kualitas relai sekitar 50k siklus MTBF ... Berapa banyak siklus per jam yang Anda harapkan tergantung pada histeresis. (0,5 hingga 1 'C)

Namun saya mengambil kendali proporsional dalam komentar di atas. Pengontrol terbaik termasuk sinyal PID bersyarat pada umpan balik temp vs kesalahan setpoint.

$I^2\:t$

Solid State Relay hanyalah "nyali" sehingga untuk berbicara tentang SSPC, yang merupakan bagian switching yang sebenarnya di dalam tanpa semua fitur mewah. Itu membutuhkan kontrol eksternal. Tetapi jika semua yang Anda inginkan adalah pengganti relay, dan Anda tidak memerlukan semua fitur mewah SSPC, maka ini adalah alternatif untuk relay.

Relay memiliki kontak busur dan oksidasi dan erosi dan masalah pengelasan, ditambah semua yang berjalan bersama dengan fisik, bagian yang bergerak - penundaan lebih lama dan kontak bouncing, dll.

$2\:\textrm{W}$

Mungkin mengatur hibrid dari kedua relay dan SSR, di mana Anda mengaktifkan keduanya. SSR akan lebih cepat dan tidak akan memiliki masalah busur. Maka relai akan terlibat, tetapi karena SSR sudah aktif, hampir tidak akan ada lengkungan pada kontak dan bouncing juga tidak relevan. Jadi itu bagus. Setelah relay akhirnya diaktifkan, SSR mengambil alih dan SSR tidak lagi menghilangkan energi. Jadi heat sinking untuk SSR tidak terlalu memprihatinkan dan bisa jauh lebih kecil. Saya ragu SSMC dapat menggunakan pendekatan hybrid di dalam diri mereka dan masih mempertahankan banyak fitur lainnya.

Singkatnya, ada opsi. Dan itu hal yang baik, saya kira. Ini hanya masalah menentukan apa yang lebih baik untuk situasi ini.

Mengapa menghindari relay? Biasanya karena biaya / ukuran versus mode hidup dan kegagalan terbatas.

SCR kecil dan murah, tetapi rentan terhadap lonjakan garis dan paku. Sirkuit perlindungan dan pemantauan CPU dapat dimasukkan.

Relai yang kecil dan murah akan memiliki masa pakai yang terbatas, karena kontaknya secara perlahan terkikis oleh lengkungan selama pembukaan, dan oleh pitting permukaan / penguapan selama penutupan. Akhirnya relai akan menjadi tidak menentu, apakah menolak untuk menutup (fragmen oksida di jalan,) atau ketika kontak yang terkorosi spot-las bersama. Sampai ini terjadi, relay yang murah mungkin lebih dapat diandalkan daripada SCR, sehingga perlindungan / pemantauan tambahannya tidak diperlukan.

Umur relai dapat diperpanjang dengan menggunakan relai yang lebih mahal dan besar secara fisik (memiliki gaya penutupan tinggi dan kontak yang tebal dan lebar). Apakah perangkat seperti itu terlalu besar untuk masuk ke dalam pengontrol Anda? Apakah controller Anda menangani banyak output, atau hanya satu?

Masalah kecil yang terpisah: relai memiliki timing AC dan tendangan induktif yang tidak terkronisasi, dan mereka menciptakan kebisingan listrik, tetapi SCR dapat menggunakan switching dengan noise rendah, zero-crossing. Beberapa aplikasi sensitif (laboratorium penelitian, dll.) Dapat menghalangi penggunaan pengontrol berbasis relai.