التتابع الكهرومغناطيسي تعمل s على تحسين كفاءة الدائرة الكهربائية في المقام الأول من خلال تمكين إشارة التحكم منخفضة الطاقة من تبديل حمل عالي الطاقة بأمان وموثوقية، وتحقيق فقدان طاقة قريب من الصفر في جانب التحكم والحد الأدنى من مقاومة التلامس (عادة في نطاق الملي أوم، على سبيل المثال، 50-100 متر أوم). يقلل هذا الفصل من الطاقة المهدرة مقارنة بالمفاتيح الميكانيكية أو عناصر تمرير أشباه الموصلات غير المنضبطة. على سبيل المثال، يمكن لملف مرحل 5 فولت، 20 مللي أمبير التحكم في حمل تيار متردد 250 فولت، 10 أمبير، مما يؤدي إلى قوة تحكم تبلغ 0.1 واط فقط لإدارة 2500 واط - وهو زيادة في الكفاءة تزيد عن 99.99% من حيث نسبة طاقة الإشارة إلى الحمل.
في العديد من أنظمة الأتمتة وتوزيع الطاقة، يمكن أن يؤدي استخدام المرحلات بدلاً من مفاتيح الحالة الصلبة للخدمة المستمرة إلى تقليل توليد الحرارة. عندما يتم تنشيط المرحل وإغلاقه، يحمل الملف عضو الإنتاج، ولكن بمجرد إغلاقه، لا تكون هناك حاجة إلى طاقة تحكم إضافية للحفاظ على مسار تيار الحمل. والأهم من ذلك أن مقاومة التلامس عند الإغلاق تكون منخفضة للغاية.
مقارنة البيانات: قد يحتوي الترياك النموذجي (مرحل الحالة الصلبة) على انخفاض في الجهد على الحالة 1.0-1.5 فولت . في 10 أ ، وهذا يتبدد 10-15 واط . مرحل كهرومغناطيسي مع 50mΩ تتبدد مقاومة التلامس عند نفس التيار فقط 0.5 واط . ومع التشغيل المستمر، يؤدي ذلك إلى تقليل الحرارة وتحسين موثوقية النظام بشكل عام.
في حين أن المرحلات الكهرومغناطيسية توفر كفاءة التوصيل، إلا أن سرعة التبديل الخاصة بها (عادةً 5-20 مللي ثانية وقت التشغيل) أبطأ من مرحلات الحالة الصلبة ( ميكروثانية ). ومع ذلك، بالنسبة لدوائر التحكم والأجهزة الصناعية، فإن هذه السرعة أكثر من كافية. تكمن ميزة الكفاءة في التوصيل الثابت، وليس في التبديل عالي التردد.
تستهلك المرحلات الحساسة الحديثة ما يصل إلى 50-200 ميغاواط بالنسبة لملفات التيار المستمر، مما يعزز بشكل كبير كفاءة الطاقة على مستوى النظام. بالنسبة للأجهزة التي تعمل بالبطارية أو أجهزة إنترنت الأشياء، تستهلك مرحلات الإغلاق (المرحلات الثنائية الاستقرار). قوة صفر في حالة التشغيل أو الإيقاف الثابتة، لا يتطلب سوى نبض ( 10-50 مللي ثانية ) لتغيير الحالة. وهذا يجعلها مثالية لتطبيقات الاستشعار عن بعد وحصاد الطاقة.
تستخدم وحدة التحكم المنزلية الذكية أ 3.3 فولت، 40 مللي أمبير GPIO لقيادة ملف التتابع (طاقة الملف 0.132 واط ). مفاتيح التتابع أ 2200 واط سخان المياه. وحدة تحكم تنفق 0.132 واط للسيطرة 2200 واط ، مما يعني أن التحكم في الحمل هو فقط 0.006% من قوة الحمل. يتيح ذلك للنظام أن يظل فعالاً أثناء عزل وحدة التحكم الدقيقة ذات الجهد المنخفض كهربائيًا عن جهد التيار الكهربائي.
لاستخراج الكفاءة من المرحل الكهرومغناطيسي في أي دائرة، اتبع قواعد التصميم والاختيار التالية:
يلخص الجدول أدناه المعلمات المتعلقة بالكفاءة لمكونات تبديل الحمل الشائعة عند 10 أ, 250V AC (حمل مقاوم).
| مكون | المقاومة/الانخفاض على مستوى الدولة | فقدان الطاقة عند 10A | قوة التحكم المطلوبة | الكفاءة النسبية (طاقة الحمل = 2500 واط) |
|---|---|---|---|---|
| التتابع الكهرومغناطيسي (اتصالات جيدة) | 50 مΩ | 5 واط | 0.1-0.5 واط | 99.8% |
| مرحل الحالة الصلبة (على أساس الترياك) | انخفاض 1.2 فولت | 12 واط | ~0.02 واط (محرك LED) | 99.52% (أقل بسبب ارتفاع فقدان التوصيل) |
| MOSFET (مثالي، لكنه يحتاج إلى عزل) | 10 مΩ | 1 واط | عزل محرك البوابة | 99.96% لكنه يفتقر إلى العزلة الكلفانية |
يوفر التتابع الكهرومغناطيسي حلاً متوازناً: عزل كلفاني كامل (يعزل التحكم عن الحمل) زائد فقدان التوصيل منخفض جدًا ، مما يجعله إلى SSRs للعديد من تطبيقات التيار المتردد حيث يكون انخفاض الحرارة غير مرغوب فيه.
على مدى ملايين العمليات، يمكن أن يؤدي تآكل التلامس إلى زيادة المقاومة وتقليل الكفاءة. بالنسبة للأحمال الحثية (المحركات والملفات اللولبية)، يمكن أن يؤدي الانحناء أثناء الكسر إلى تراكم الكربون. الحل: تحديد المرحلات مع جهات اتصال أكسيد الفضة والقصدير (AgSnO₂) بدلاً من أكسيد الفضة والكادميوم (AgCdO) لتحسين مقاومة القوس. تشير البيانات إلى أنه تحت الحمل التحريضي 10 أمبير عند 250 فولت تيار متردد، تحافظ وصلات AgSnO₂ على مقاومة أقل من 100 مللي أوم لأكثر من 100000 دورة، بينما قد ترتفع الاتصالات الأرخص إلى 500 مللي أوم خلال 50000 دورة، مما يتسبب في فقدان توصيل أعلى بمقدار 5 مرات.
بالنسبة للدوائر التي تتطلب الكفاءة على مدى عمر المنتج، اختر المرحلات المختومة أو المملوءة بالغاز لمنع الأكسدة. وهذا يضمن بقاء مقاومة التلامس مستقرة، مما يحافظ بشكل مباشر على توفير الطاقة.
تعمل المرحلات الكهرومغناطيسية على تعزيز كفاءة الدائرة ليس من خلال الكمال النظري ولكن من خلال تقديم مزيج لا مثيل له من فقدان التوصيل المنخفض (مقاومة مستوى mΩ)، والعزلة الجلفانية الكاملة، والحد الأدنى من متطلبات طاقة التحكم. في أنظمة العالم الحقيقي التي تتراوح من عناصر التحكم في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) إلى الأتمتة الصناعية، فإنها تتفوق باستمرار على بدائل الحالة الصلبة من حيث الكفاءة الحرارية والتكلفة. من خلال اختيار جهد الملف الصحيح، واستخدام أنواع الإغلاق حيثما أمكن، وتحديد مواد اتصال عالية الجودة، يمكن للمصممين تحقيق كفاءة نقل طاقة أكبر من 99.7% للحمل المحول مع الحفاظ على واجهات تحكم آمنة منخفضة الجهد.
حقوق النشر © 2015-2021, شركة تشجيانغ تشونغشين لتكنولوجيا الطاقة الجديدة المحدودة جميع الحقوق محفوظة للدعم الفني:السحابة الذكية الشركات المصنعة للمرحلات الكهرومغناطيسية مصنع المرحلات الصينية
إنجليزي
