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ESG 8.51
zugeordnet ist, am Ausgang einen offenen oder Aus-
schaltzustand (sofern keine andere Zuweisung erfolgte).
Die Eingangsleitungen müssten ausserordentlich lang
sein und durch eine rauschbehaftete Umgebung führen,
damit an den Eingangsklemmen ein Rauschen von
Bedeutung auftreten könnte, das eine Zustandsände-
rung des SSRs bewirken würde.
Leckverlust von der Treiberquelle
Im Blockierzustand führt der Leckstrom in den steuern-
den Halbleitern (Abb. 6 bis 8) normalerweise nicht zum
Einschalten des SSRs, da er nur einige Mikroampère
beträgt. Trotzdem sollte zuerst der Leckstrom im
Blockierzustand (Ausgang) jedes gepackten Solid-State-
Treiberelements (z. B. Temperaturregler usw.) auf
Verträglichkeit mit dem SSR überprüft werden.
Eine geeignete Methode besteht darin, den maximalen
Leckstrom (A) mit der maximalen Eingangsimpedanz
(Ohm) des SSRs zu multiplizieren. Die dabei ermittelte
Spannung sollte niedriger sein als die festgelegte
Ausschaltspannung. Ist das nicht der Fall, kann ein
ohmscher Nebenschluss am Eingang des SSRs erfor-
derlich werden.
Thermische Überlegungen
Beim Einsatz eines Solid-State-Relays ist unbedingt zu
beachten, dass die im SSR entstehende Wärme effizient
abgeleitet wird. SSRs haben eine relativ hohe «Kon-
takt»-Verlustleistung von mehr als 1 Watt pro Ampère.
Übliche Methoden zur Wärmeableitung ist die Kühlung
durch einen freiströmenden oder erzwungenen Luft-
strom um das SSR oder die Verwendung von Kühlkör-
pern.
Bei Lasten von weniger als 5 A ist die Kühlung durch
einen freiströmenden oder erzwungenen Luftstrom um
das SSR in der Regel ausreichend. Bei höheren Lasten
muss sichergestellt sein, dass die abstrahlende Oberflä-
che guten Kontakt zu einer Wärmeableitvorrichtung hat.
Im wesentlichen heisst das, dass die Grundplatte des
SSRs auf einen guten Wärmeleiter, in der Regel Alumi-
nium, montiert werden muss. Für eine gute Wärmeüber-
tragung zwischen dem SSR und der Wärmeableitvor-
richtung ist eine Wärmeleitpaste oder eine Wärmeleitfo-
lie zu verwenden. Dadurch lässt sich der Wärmewider-
stand zwischen SSR-Gehäuse und Wärmeableitvorrich-
tung (RθCS) auf einen vernachlässigbaren Wert von 0,1
°C/W (Grad Celsius pro Watt) oder weniger senken.
Dieser Wert liegt in der Regel den Wärmedaten als
Annahme zugrunde. Das vereinfachte Wärmemodell in
Abb. 9 bezeichnet die Grundelemente, die bei der
thermischen Konstruktion berücksichtigt werden müs-
sen. Zu den Werten, die vom Anwender bestimmt
werden können, gehören die Fläche zwischen SSR-
Gehäuse und Wärmeableitvorrichtung (RθCS) und die
Oberfläche der Wärmeableitvorrichtung zur Umgebung
(RθSA).
Thermische Berechnungen
Abb. 9 zeigt das Wärmeverhältnis zwischen dem Über-
gang des Halbleiterausgangs und der Umgebung. TJ -TA
ist der Temperaturgradient oder- abfall vom Übergang
zur Umgebung. Der Temperaturgradient oder- abfall ist
demnach die Summe der Wärmewiderstände multipli-
ziert mit der Verlustleistung des Übergangs (P [Watt]).
Folglich:
T
J
- T
A
= P (R
θJC
+ R
θCS
+ R
θSA
)
wobei:
TJ = Temperatur des Übergangs, [°C]
TA = Umgebungstemperatur, [°C]
P = Verlustleistung (ILAST x EABFALL), [W]
(RθJC) = Wärmewiderstand, Übergang nach
Gehäuse, [°C/W]
(RθCS) = Wärmewiderstand, Gehäuse nach
Wärmeableitvorrichtung
(RθSA) = Wärmewiderstand, Wärmeableitvorrichtung
nach Umgebung, [°C/W]
Abb. 9: Vereinfachtes Wärmemodell