Elektronisches Lastrelay ELR bzw. Solid State Relay SSR

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Mit dem Einsatz herkömmlicher Relais und Schütze akzeptiert man automatisch die Nachteile des mechanischen Schaltens, wie z.B. Kontaktprellen, Korrosion und Verschweißen der Schaltkontakte und beschränkte Lebensdauer. Doch es gibt eine Alternative, nämlich elektronisches Schalten durch Verwendung sogenannter Halbleiter-Relais und Halbleiter-Schütze.

Aufbau und Funktionsweise von Halbleiter-Relais (SSR Solid State Relays)

Übliche Bezeichnungen: elektronisches Lastrelais ELR, Solid-State-Relais SSR oder Halbleiter-Relais

Wie schon angedeutet, besitzt das elektronische Lastrelais keine beweglichen Teile. Will man den Aufbau und Funktionsweise verstehen, muss man wissen:

  • Um die Bedingung der galvanischen Trennung zwischen Steuer- und Lastkreis sowie das potentialfreie Schalten einzuhalten, dient ein Optokoppler.
  • Um höhere Leistungen auf der Ausgangsseite schalten zu können, benötigt man ein elektronisches Stellglied. Dies kann ein Transistor sein, falls eine Gleichspannung geschaltet werden soll oder ein TRIAC, welcher auch Wechselspannung sowie für höhere Leistungen ausgelegt ist.
  • Oft sind in diesen elektronischen Lastrelais bereits Überspannungsschutz und Schutz gegen negative Spannungsspitzen schon verbaut, welche beim Abschaltvorgang von induktiven Lasten entstehen.

Nachfolgend eine vereinfachte Schaltung eines Halbleiter-Relais:

Elektronisches Lastrelais ELR - Aufbau und Funktionsweise (vereinfacht)

Elektronisches Lastrelais ELR - Aufbau und Funktionsweise (vereinfacht)

Der folgende Vergleich der Vor- und Nachteile eines Halbleiter-Relais gegenüber einem Elektromagnetischem Relais soll Ihnen als Entscheidungshilfe dienen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

Elektromagnetisches LastrelaisElektronisches Lastrelais
+ hohe Schaltleistung
+ hoher Isolationswiderstand
+ hohe Sperrspannung
+ schnelle Schaltzeiten
+ hohe Schalthäufigkeiten
+ lange Lebensdauer
+ geräuschloses Schalten
+ sicheres Arbeiten bei Vibrationen und Erschütterungen
- Spannungsabfall von ca. 0,4V bis zu ca. 1,4V.

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