Relais und Halbleiter

Bei einem Relais handelt es sich um einen Leistungsschalter. Dieser dient dazu, Leistung zu verteilen, ohne dafür manuell bedient zu werden. Zum Öffnen und Schließen und um die Stromzufuhr ein- und auszuschalten wird bei einem Relais nur ein kleines elektrisches Signal benötigt. Ein Relais steht dafür, Hochleistungssignale mittels Niederleistungssignalen zu kontrollieren. Bei Halbleiterrelais werden Halbleiter eingesetzt. Diese kommen hier anstatt Elektronenröhren und mechanisch beweglichen Teilen zum Einsatz.

Vorteile von Relais und Halbleiter

Bei Halbleiterrelais spricht man vom sogenannten Solid State. Das bedeutet, sie weisen einen festen Aggregatzustand auf. Da sie ohne bewegte Teile arbeiten, sind diese auch sehr langlebig. Zudem können damit sowohl analoge, als auch digitale Signale verarbeitet werden. Sie punkten zudem mit geringen Abmessungen und sind dadurch platzsparend. Durch die galvanisch getrennten Steuerkreise und Arbeitsstromkreise können Induktivitäten und Störungen der Magnetfelder vermieden werden.

Elektromagnetische Relais hingegen überzeugen mit einem geringeren Preis. Auch weisen Relais ein deutlich besseres Wärme-Management auf. Bei Halbleitern muss mit einer größeren Verlustleistung gerechnet werden. Anhängig von der jeweiligen Anwendung sollten Se sich zwischen diesen zwei Varianten entscheiden.

Die wichtigsten Bestandteile/Produkte rund um Relais und Halbleiter

Ein Solid State Relais besteht aus festen Bauteilen und setzt sich aus Transistoren, Thyristoren oder Triacs zusammen, welche die Schaltung realisieren. Mit Hilfe der Transistoren wird der elektrische Widerstand mittels des angelegten Stroms gesteuert. Thyristoren werden mittels kleinem Initialstrom an der Gate Elektrode geschaltet. Wie Dioden können Thyristoren nur in eine Richtung schalten und leiten bis zum Unterschreiten des spezifischen Mindeststroms. Triacs, auch Triode for Alternating Current genannt, leiten solange der Haltstrom nicht unterschritten wird. Sie werden ebenfalls über ein Gate gezündet und sind für den Einsatz unter Wechselstrom optimal geeignet.

Optokoppler sind ebenfalls elektrooptische Bestandteile mancher Halbleiter-Relais. Hier werden Signale zwischen galvanisch getrennten Schaltkreisen übertragen. Mittels Leuchtdiode oder Laserdiode werden hier Lichtsignale an einen Empfänger gesendet. Dies wird über eine Photodiode oder einen Fototransistor abgewickelt.

Anwendungsbereiche

Solid State Relais kommen zumeist in Kunststoff-Spritzmaschinen zum Takten von von Heizpatronen vor. Auch werden sie zum Schalten von Infrarotstrahlern in Trocknungsanlagen eingesetzt. Mechanische Relais kommen immer dann zum Einsatz, wenn ein potentialfreies Schalten, eine sichere galvanische Trennung oder geringe Übergangswiderstände benötigt werden. Relais und Halbleiter kommen beim Schalten von induktiven Verbrauchern zum Einsatz. Ob Magnetventile, Schutzschalter oder Motoren, Relais und Halbleiter sind vielseitig. Häufig werden sie zum Takten von Heizungen eingesetzt, wo sie die Heizlastung regulieren.