Was wären die am besten geeigneten Komponenten, um einige Relais zu ersetzen?

Ich arbeite an einem elektronischen Produkt, das auf einem Mikrocontroller basiert, der in der Lage sein muss, eine Reihe von Aktuatoren zu steuern: 230-V-Wechselstrommotoren EIN/AUS, 24-V-Gleichstrommotoren EIN/AUS, 80-V-/20A-Heizelement EIN/AUS. Der naheliegende Weg wäre die Verwendung von Relais (vielleicht in Kombination mit Optokopplern), aber sie haben den Nachteil, dass sie eine kurze Lebensdauer haben. Mein Produkt muss eine Lebensdauer von +10 Jahren haben, wie kann ich also die Relais in diesem Design am besten ersetzen und trotzdem eine galvanische Trennung haben?

Wie viele Ein/Aus-Zyklen hast du am Tag? Welchen Strom haben die Motoren?
Ich würde sagen, dass nicht mehr als 720 Ein-/Aus-Zyklen pro Tag. Bezüglich des Motorstroms: 2A
NICHT MEHR(!) als 720. Das ist EIN - 1 Minute - AUS - 1 Minute - usw.!
Das ist richtig. Aber nur der schnellste Schaltaktor hat diese Zyklenzahl. Wenn das Produkt im 24-Stunden-Dauerbetrieb läuft, muss das Relais alle 2 Minuten ein- und ausschalten (für einige Sekunden).

Antworten (2)

Sie brauchen keinen Optokoppler, um ein Relais anzusteuern; Das Relais hat bereits eine Isolierung.
Aber Ihre Schaltanforderungen sind für ein typisches Relais in der Tat hoch; Wir sprechen von 2,6 Millionen Operationen über die Lebensdauer von 10 Jahren. Es gibt Relais, die damit umgehen können, aber sie sind industrielle Geräte mit hoher Lebensdauer, die viel mehr kosten als eine elektronische Lösung.

Es gibt eine Reihe von Solid-State-Lösungen.
Für die 230-V-Wechselstrommotoren können Sie ein Halbleiterrelais (SSR) verwenden , entweder als Modul oder mit diskreten Komponenten um einen Opto-Triac + Leistungs-Triac aufgebaut .

Die DC-Motoren können mit MOSFETs , wiederum über Optokoppler angesteuert , oder mit einem DC-SSR geschaltet werden .

Für die Heizung gehe ich davon aus, dass der Strom auch AC ist. Dann können Sie das SSR verwenden , wie für die 230-V-Motoren. Wenn es DC ist, würde ich MOSFETs verwenden .

(Die verlinkten Datenblätter sind nur Beispiele für den Einstieg)

Und was wären die Nachteile der Verwendung von SSR / MOSFETs im Gegensatz zu Relais? Benötigen sie zusätzliche Komponenten, um sie vor Gegen-EMK von den Aktuatoren zu schützen? Könnte ich auch Darlington-Transistoren anstelle von MOSFETs verwenden?
Sie können Darlingtons verwenden, aber sie verbrauchen viel mehr Leistung. Der MOSFET, mit dem ich verbunden bin, hat einen R D S ( Ö N ) von etwa nur 50m Ω . Der Triac benötigt einen Snubber R+C, um ihn zu schützen. Die MOSFETs benötigen eine Freilaufdiode über dem Motor.
Habe mir gerade den von dir verlinkten AC SSR angesehen; Sie sind im Vergleich zu einem Relais sehr teuer: 35 US-Dollar für Digikey. Aber der Opto-Triac + Power-Triac scheint kostengünstiger zu sein. Tolle Antwort, übrigens. Danke!
Sehen Sie sich leiterplattenmontierte SSRs an, sie sind viel günstiger und Ihr Strom ist nicht so hoch. Ich schätze zwischen 5 und 10 Dollar.
Wenn es sich um ein Massenprodukt handelt, ist die Verwendung von diskreten Leistungskomponenten anstelle von kommerziellen SSRs kostengünstiger. "Richtig ausgelegt" [tm] ermöglichen die genannten Geräte viele Jahre zuverlässigen Betrieb. 10 Jahre bei richtiger Pflege machbar. Triacs gut für AC. MOSFETs sind die einfachste und völlig akzeptable Wahl für Gleichstrom. Ein vollständig gesteuerter Wechselstromschalter kann mit einem MOSFET in einem Vollbrückengleichrichter hergestellt werden, dies ist jedoch wahrscheinlich nicht erforderlich.

Für den Außendienst und aus Gründen der Wartbarkeit können Sie eine 100 % Standardlösung wählen. DIN-Schiene und wenige DIN-Komponenten von Miriad von Anbietern von Industrieautomatisierung. Auf diese Weise ermöglichen Sie dem Benutzer, es zu warten, Opto-Relais, Verkabelung usw. auszutauschen.

Auf diese Weise decken Sie mehr Kundenaspekte, Regionen, langfristige Investitionsgedanken, Zertifizierungen, Brandschutzbestimmungen usw. ab.

Was wären die am besten geeigneten Komponenten, um einige Relais zu ersetzen?
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