Brochure

ESG 8.46
SSR-Arbeitsweise
Zum besseren Verständnis sei hier eine kurze Funkti-
onsbeschreibung der SSR eingefügt. Dabei sei jedoch
darauf hingewiesen, dass in zahlreichen Anwendungen
weder das Verstehen des inneren Schaltungsaufbaus
noch dessen Funktionsweise eine Voraussetzung für den
Einsatz von SSRs sind.
Die meisten SSR in den höheren Strombereichen
werden mit AC- oder DC-Steuerung angeboten. Tatsäch-
lich ist bei vielen am Eingang eine Art Strombegrenzung
vorhanden, um einen praktischen Betriebsspannungsbe-
reich zu schaffen.
DC-Eingänge
Die Abbildungen 2A und 2B veranschaulichen zwei
typische DC-Eingangsschaltungen für die Steuerung des
Stroms durch den Fotokoppler LED. Das untere Ende
des Eingangsbereichs ist darauf abgestimmt, den
Mindesteingangsstrom bereitzustellen, den das SSR zur
seine mechanische Masse braucht, um auf das Anlegen
und die Aufhebung eines magnetischen Feldes zu
reagieren. Die Ansprechzeit des SSRs wird in erster Linie
durch die Schaltgeschwindigkeit des Ausgangsbauele-
ments bestimmt, die im typischen Fall viel schneller ist
d.h. Mikrosekunden bei einem DC-SSR im Vergleich zu
Millisekunden beim EMR. Bei den meisten AC-SSR
steht die Ansprechzeit im Verhältnis zum Phasenwinkel
und zur Frequenz der Leitung und kann bei Elementen
mit Nullspannung/Nullstrom beliebig verlängert wer-
den.
Bei einer AC-Eingangssteuerung wird die Ansprechzeit
sowohl des EMR als auch des SSR auf Grund des Pha-
senwinkels und von Filtererwägungen in gleicher Weise
verlängert.
Arbeit bei der angegebenen Einschaltspannung (An-
sprechspannung) braucht (im typischen Fall 3 VDC). Das
obere Ende des Bereichs wird durch die Verlustleistung
in der Strombegrenzungskomponente diktiert (im
typischen Fall 32 VDC).
Um die Eingänge vor kurzzeitigen Spannungsspitzen zu
schützen ist in der Regel eine Diode im Eingangskreis
integriert. Diese kann Parallel (Abb. 2A) oder in Reihe
(Abb. 2B) geschaltet sein. So wird eine Beschädigung
der LED und der Konstantstromquelle vermieden.
Selectron Systems AG bevorzugt die Reihenschaltung
und garantiert eine Verpolungsschutzspannung von -5
VDC.
AC-Eingänge
Modelle mit AC-Eingängen sind in der Regel für Netz-
spannungen von 120 und 240 VAC geeignet. Dabei liegt
der typische Arbeitsbereich, bei einer Eingangsimpe-
danz von 60 kΩ, zwischen 90 und 280 VAC. Es wird mit
Vollweggleichrichtung und kapazitiven Sieb- und
Vorwiderständen (Abb. 3A und 3B) gearbeitet. Obwohl
beide Schaltungen gut arbeiten, wird die Schaltung in
Abb. 3B als die zuverlässigere und ausfallsicherere
bevorzugt. Um eine Störung herbeizuführen, müssten
zwei oder mehr Komponenten ausfallen.
In einer Schaltung gemäss Abbildung 3A würde der
Durchbruch einer einzigen Diode einen Kurzschluss an
der ankommenden Leitung verursachen, was zu einer
Überhitzung führen könnte.
Beide in der Abbildung 3 gezeigten AC-Eingangschal-
tungen sind in der Lage, mit einer DC-Quelle zu Arbeiten
und könnten daher als eine AC-/DC-Schaltung betrach-
tet werden; allerdings werden SSR-Eingänge nur selten
+
–
Schutzdiode
(parallelgeschaltet)
DC-Steuerung
+
–
Schutzdiode
(reihengeschaltet)
DC-Steuerung
Abb. 2A: Vorwiderstand
Abb. 2B: Konstantstrom-Schaltkreis
AC-Steuerung
AC-Steuerung
Abb. 3B: Brückeneingang
Abb. 3A: Zweidiodeneingang