celduc-halbleiterrelais bei falk gmbh

Celduc Halbleiterrelais, Solid State Relais

CELDUC ist weltweit einer der innovativsten und erfolgreichsten Hersteller im Bereich Halbleiterrelais, auch Halbleiterschütze und im engl. Solid-State-Relais genannt.

Wir, die FALK GmbH Technical Systems als größter CELDUC-Distributor, führen das mit Abstand umfangreichste Lager an CELDUC Halbleiterrelais, Solid-State-Relais in Deutschland und Europa. Es versetzt uns in der Lage, schnell und zuverlässig unsere Kunden beliefern zu können. Darüber hinaus sind wir bei FALK GmbH Technical Systems spezialisiert, individuelle Kühlkörper- Halbleiterrelais-Baugruppen für unsere Kunden zu entwickeln und zu fertigen. Unsere thermischen Wärmemessungen unter Praxisbedingungen garantieren eine sichere Kühlkörperwahl. Zusätzlich beraten unsere Spezialisten über die richtige Absicherung und über unsere gebrauchstauglich geprüften Sicherungsautomaten.

Die Falk GmbH Technical Systems bietet Ihnen bei Halbleiterrelais / Halbleiterschütze von CELDUC exzellente technische, kaufmännische und logistische Unterstützung. Kontaktieren Sie uns.

Die Produktpalette von CELDUC RELAIS

CELDUC fertigt eine breite Palette von Halbleiterleistungsrelais bis zu 125 Ampere und Nennspannung bis 690VAC Wechselspannung oder 940VDC Gleichspannung in einphasige, zweiphasige, dreiphasig oder vierpolige Ausführung.

Halbleiterleistungsrelais für alle Lasten, für ohmische Lasten (Heizungsanwendung) oder induktive Lasten (Transformatoren, Motoren…).

CELDUC SSRs sind mit verschiedenen Montageformen erhältlich. So können sie auf einer Leiterplatte, einer Schiene oder auf einer flachen Oberfläche montiert werden. Verschiedene Adapter können die Montage an verschiedenen Oberflächen noch vereinfachen.

Hier gelangen Sie zur Produktseite und zum Produktkatalog von Celduc-Relais.

Schalttypen und Zusatzfunktionen von  Halbleiterrelais

Die Halbleiterrelais verfügen über zahlreiche verschiedene Schalttypen und Zusatzfunktionen, die der Anwendung entsprechend ausgewählt werden können:

  • synchroner Nullspannungsschalter, asynchroner Direkteinschaltung, Phasenanschnittsteller, Impulsgruppenbetrieb und Pulspacketsteuerung. Softstarter, EMV.optimierte SSR, Halbleiterrelais mit Spitzeneinschaltung, Scheitelschalter (Transformator-Schalter), Halbleiterrelais mit Diagnosefunktion, Drehstrom-Wendeschützrelais, DC-Halbleiterrelais für Gleichspannung, Stromüberwachung, Temperaturregler, …

Was sind die Vorteile von CELDUC?

Für CELDUC ist von höchster Priorität, die Qualität ihrer Produkte. Über 60 Jahre Erfahrung und 10 Jahre Forschung in der Prozesssicherheit seiner TMS²-Technologie garantieren höchste Quatität.

Alle bei CELDUC mit antiparallelen Thyristoren ausgerüsteten Halbleiterrelais verwenden die neuste TMS² Technologie mit einer längeren Lebensdauer als die meisten Produkte auf dem Markt. Neuste Keramik-Substrate mit DCB-Technology von celduc garantieren eine geringere Wärmeermüdung und damit längere Lebensdauer als Wettbewerbsprodukte. Gerne informiert Sie die Falk GmbH Technical Systems über die TMS²-Technologie von celduc.

Was sind Halbleiterrelais, Solid-State-Relais?

Halbleiterrelais, im englischen Solid State Relais (SSR), Halbleiterschütze, Thyristorschalter oder Elektronische Schalter sind kontaktlose Schalter mit keinerlei beweglichen Teile. Sie bestehen aus Halbleiterkomponenten mit entweder Thyristoren, Transistoren, Triacs, MOSFETs oder IGBT als Schalter. Über interne Optokoppler ist der Ansteuerkreis vom Laststromkreis galvanisch getrennt. Eine galvansiche Trennung der elektronischen Schaltkontakte besteht allerdings nicht.

Wie funktionierten Halbleiterrelais, Solid-State-Relais?

Der Thyristor in einem Halbleiterrrelais ist ein Halbleiterbauelement und ist aus vier Halbleiterschichten (pnpn) aufgebaut hat daher drei pn-Übergänge. Er hat eine Anode, eine Kathode, und ein Gate-Anschluss.

Die Thyristoren sind im Ausgangszustand nichtleitend und können durch einen kleinen Strom an der Gate-Elektrode gezündet, sprich eingeschaltet werden. Er ist dann zwischen Anode und Kathode leitfähg. Voraussetzung dafür ist eine positive Spannung zwischen Anode und Kathode.

Ausgeschaltet (gelöscht) wird der Thyristor durch Unterschreiten eines Mindeststroms, des sogenannten Haltestroms, was im Nulldurchgang der Netzspannung geschieht aber nur dann, wenn am Gate kein Strom mehr fließt.

Bei Halbleiterrelais für Wechselspannung sind zwei Thyristoren verbaut, je eine für die positive und negative Spannung.

Welche Vorteile haben Halbleiterrelais, Solid-State-Relais?

Halbleiterschütze verfügen über entscheidende Vorteile gegenüber mechanischen Relais bzw Schützen, die bei Anwendungen mit hoher Schalthäufigkeit zwingend erforderlich sind.

Der Hauptvorteil liegt in der hohen Schaltfrequenz von >10ms und das ohne Funkenentwicklung, ohne Kontaktabbrand, ohne Kontaktverschleiß und ohne Beinträchtigung der Lebensdauer des Halbleiterschütz. Zusätzlich sind sie unempfindlich gegenüber Schocks und Vibrationen welches den Einsatz in rauhen Umgebungen möglich macht.

Zum Einschalten des Halbleiterrelais, Solid State Relais ist nur ein geringer Ansteuerstrom nötig. Das geräuschlose Schalten und die variable Einbaulage wird bei viele Anwendungen in Kleingeräten, zum Beispiel in der Medizin, gefordert.

Die Störaussendung beim Ein uns Ausschalten ist sehr gering da im Nulldurchgang der Netzspannung und daher praktisch Stromlos geschaltet werden kann. Auch verfügbar sind EMV-optimierte Halbleiterrelais nach EN50081-1 (gemäß CISPR22) mit sehr geringer elektromagnetischer Störaussendung für Haushalt und medizinischen Anwendungen.

Die Lebensdauer der Halbleiterrelais, Solid State Relais ist bei sachgemäßem Gebrauch praktisch unbegrenzt. Schaltopperationen liegen bei >100.000.000 Schaltungen.

Was ist bei Halbleiterrelais, Solid-State-Relais zu beachten?

Halbleiterrelais haben zwischen den elektronischen Schaltkontakten auch bei ausgeschaltetem Relais keine galvanische Trennung. Gegebenenfalls muss ein Vorschaltgerät, welches eine galvanische Trennung im Bedarfsfall vornimmt, eingebaut werden. Hier sind die landesörtlichen Vorschriften und Bestimmungen zu beachten.

Die Halbleiter im SSR haben einen geringen Innenwiderstand und beim Einschalten eine interne Restspannung. Dies wird als Verlustspannung bezeichnet. Fließt ein Laststrom durch ein Halbleiterrelais, erwärmt sich das Halbleiterrelais. Es entsteht eine Verlustleistung P (W) und es entsteht eine Wärmeentwicklung am Halbleiterrelais-Boden.

Daher ist je nach größe des Laststroms ein Aluminium-Kühlkörper dringend erforderlich.

Ein Kühlkörper leitet die Wärme des Halbleiters an die Umgebung ab und sorgt für die Kühlung des SSR, damit dieses dauerhaft betrieben werden kann. Dabei sollte der Kühlkörper sicherstellen, dass die Temperatur zu keiner Zeit die maximale Betriebstemperatur des Halbleiterrelais übersteigt.

Worauf muss man bei der Auswahl von Halbleiterrelais, Solid-State-Relais achten?

  • Richtig dimensioniertes Halbleiterrelais für die Netzspannung und den maximalen Nenn-Laststrom der Anwendung.

  • Richtiges Halbleiterrelais für die zu schaltende Lastart.

  • Richtig dimensionierter Kühlkörper für den maximalen Dauerstrom der Last.

  • Richtige Absicherung des Halbleiterrelais

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Wie sichere ich ein Halbleiterrelais, Solid-State-Relais richtig ab?

Zum Schutz vor Kurzschlüssen kann ein Halbleiterrelais mit Halbleitersicherungen abgesichert werden. Diese sind superflinke Schmelzsicherung (ultra rapide) oder Halbleiter-Sicherungsautomaten. Halbleiterrelais-Sicherungen verfügen über einen sehr schnellen Auslösecharakteristik zum Schutz des Solide-State-Relais.

Verwenden Sie zum Schutz des SSR eine Sicherung mit einem Grenzlastintegral I²t-Wert = ½ x I²t-Wert des SSR (siehe Datenblatt)

Es ist auch möglich, Halbleiterrelais durch Leitungsschutzschalter zu schützen.

In diesem Fall siehe Anwendungshinweis (SSR-Schutz) und verwenden Sie ein SSR mit hohem I2t-Wert (> 5000A2s). Die Falk GmbH Technical Systems hat dazu bei einem akkreditierten Prüflabor celduc SSR und Sicherungsautomaten gebrauchstauglich nach Anlehnung auf EN60947-4-3:2014 (Verdrahtungslängen nach Praxisanwendung) unter Kurzschlussbedingungen Abschnitt 9.3.4 geprüften. Gerne stehen unsere Spezialisten für Fragen vor Ort bereit.

Wie berechne ich die Verlustleistung eines Halbleiterrelais?

In den Halbleiterrelais-Datenblättern von CELDUC ist es möglich, anhand der Deratingkurve (Strombelastbarkeitskurve) die Verlustleistung abzulesen und ein Kühlkörperprofil auszuwählen.

Zusätzlich ist eine Berechnungsformel für die Verlustleistung enthalten. Die Firma Falk GmbH Technical Systems ist Ihnen gerne bei der Berechnung behilflich.

Wie wähle ich den richtigen Kühlkörper für ein Halbleiterrelais, Solid-State-Relais aus?

Das Halbleiterrelais muss beim Betrieb so gekühlt werden, dass die maximal zulässige Sperrschichttemperatur nicht überschritten wird. Je nach Halbleiterrelaistyp ist diese bei 125°C oder 150°C. Die Kühlkörpertemperatur sollte deswegen 100°C nicht überschreiten.

Die Falk GmbH Technical Systems besitzt eine breite Auswahl an geeigneten Aluminium Kühlkörpern für fast alle Anwendungsbereiche und ist behilflich bei der richtigen Kühlkörperdimensionierung. Gerne nehmen unsere Spezialisten auch für Sie thermische Wärmemessungen unter Ihren Praxisbedingungen vor.

Sie können den benötigten Kühlkörper auch selber auswählen, indem Sie die Verlustleistung des Halbleiterrelais und den thermischen Widerstand des Kühlkörpers berechnen oder aus der Deratingkurve ablesen. Die Formel zur Berechnung der Verlustleistung und die Deratingkurve zum Halbleiterrelais sind in jedem Datenblatt enthalten.

Wie lese ich die Werte aus der Deratingkurve im Datenblatt aus?

Der benötigte Kühlkörper kann in Abhängigkeit des geschalteten Nennstroms und der angenommenen maximalen Umgebungstemperatur direkt abgelesen werden.

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Beispiel Deratingkurve:

Nennstrom Ieff = 6 A

Umgebungstemperatur max = 38 ° C

Aus der Deratingkurve:

a) auf der linken Seite den zu schaltende Nennstrom festlegen (6A)

b) von dort eine vertikale Linie nach oben bis zur Kurve zeichnen (1)

c) von dem Punkt an der Kurve (1) eine horizontale Linie auf die rechte Seite ziehen (2)

d) auf der echten Seite eine vertikale Linie an der maximalen Umgebungstemperatur nach oben zeichnen (3)

e) der Kreuzpunkt der beiden Linien bestimmt den benötigten Kühlkörper (2) (3)

f) wählen Sie den Kühlkörper, der über diesem Punkt liegt aus. In unserem Beispiel besitzt der Kühlkörper einen thermischen Widerstand von 1,2 K/W (4)

Maximalwerte ablesen:

g) mit einem Kühlkörper von 1,2 K/W und einem Nennstrom von 6A darf die Umgebungstemperatur bis zu 54 °C ansteigen (8) (9)
h) mit einem Kühlkörper von 1,2 K/W und einer maximalen Umgebungstemperatur von 38°C kann ein Nennstrom bis zu 8,4A geschaltet werden (5) (6) (7)