Forum: Offtopic Welche Eigenschaften haben Solid State Relais, SSR ?


von Alfonso N. (Firma: Firma) (alfonso_37)


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Hallo,

mir geht gerade durch den Kopf das ich über SSR Relais eigentlich nicht 
gerade viel weiß. Daher dieser Beitrag in dem ich ein paar Eigenschaften 
solcher Relais für mich etwas zu klären hoffe. Es geht hierbei um keine 
konkrete zu lösende Anwendung.

Gefundene Infoquellen:
- https://de.wikipedia.org/wiki/Relais#Halbleiterrelais
- 
https://wirautomatisierer.industrie.de/themen/relais/lebensdauer-von-halbleiter-relais/
- https://www.itwissen.info/Halbleiterrelais-solid-state-relais-SSR.html

Für mich sieht es im Moment in etwa wie folgt aus:
- gängiger Steuerstannungsbereich: z.B. 3-32V DC (je nach Modell)
- Eingang und Ausgang sind gewöhnlich per Optokoppler galvanisch 
getrennt
- ausgangsseitig schaltbare Ströme: z.B. 10A (je nach Modell)
- ausgangsseitig schaltbare Spannungen: z.B. 250V (je nach Modell)
- SSR können problemlos ohmsche Lasten Schalten

Fragen:
- Können SSR Gleich und Wechselspannungen schalten und Wechselspannungen 
nur im Nulldurchgang oder an jedem beliebigen Punkt einer Schwingung ?
- Können SSR kapazitive und induktive Lasten ab oder benötigen sie in 
einem solchen Fall externe Schutzschalteungen und was scheint da eine 
gängige einfache Lösung zu sein?

- Was können SSR für Schaltferquenzen ab?

A:
"Die Schaltfrequenz liegt grundsätzlich unterhalb der halben 
Netzfrequenz. Eine höhere Schaltfrequenz kann, bedingt durch den 
Glättungskondensator, nicht erreicht werden. Ein ständiges Durchschalten 
wäre die Folge."
Quelle: 
https://wirautomatisierer.industrie.de/themen/relais/lebensdauer-von-halbleiter-relais/

B:
"Ihre Schaltfrequenzen können bei 100 kHz und darüber liegen."
Quelle: 
https://www.itwissen.info/Halbleiterrelais-solid-state-relais-SSR.html

: Bearbeitet durch User
von Musik og F. (musikog_f)


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Alfonso N. schrieb:
> Es geht hierbei um keine
> konkrete zu lösende Anwendung.
Grau und Trocken ist alle Theorie.

> - Können SSR Gleich- und Wechselspannungen schalten
> und Wechselspannungen
Manche ja, manche nein. siehe Datenblatt

> nur im Nulldurchgang oder an jedem beliebigen Punkt einer Schwingung
Das SSR schaltet durch wenn die Steuerspannung den Schwellwert 
übersteigt. Wenn das im Nulldurchgang bei AC passiert musst du das evt. 
selber timen. Flankenzeiten (Turn-On Time) stehen im Datenblatt. 10 ms 
sind nicht unüblich.
Es gibt SSR die eine "Nulldurchgangsschaltung" mit dabei haben: siehe 
Datenblatt

> - Können SSR kapazitive und induktive Lasten ab
Das Datenblatt setzt die Grenzen, für ein Schneider Electric 
SSP1A4125M7T ist der cos(phi) min 0,5.
https://docs.rs-online.com/5ca0/0900766b81591871.pdf

> - Was können SSR für Schaltferquenzen ab?
siehe Datenblatt. bei 10 ms Flanke wären das dann 100 Hz.

Was du vergessen hast: SSR haben einen Leckstrom. Schaltet man damit 
LED-Beleuchtung, dann glimmt diese evt. schwach in "AUS". Das gibt hier 
jeden Winter wieder die Bemerkung: "Das Licht im Hof brennt die ganze 
Nacht".

von Alfonso N. (Firma: Firma) (alfonso_37)


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Danke für deine Infos.

Stimmt, den Leckstrom hatte ich bisher noch gar nicht auf dem Schirm.

Die folgende Quelle behauptet das man mit SSR Relais nur Wechselstrom 
schalten kann. Ist da etwas dran ? Ich vermute mal das man sowohl AC als 
auch DC mit diesen schalten kann.
https://draeger-it.blog/arduinotutorial-97-solid-state-relais/

Die folgende Quelle meint das es SSR als MOSFET als auch als Triac 
Ausführung geben soll. Was gäbe es bei den Varianten für typische 
Unterschiede? Sind diese z.B. unterschiedlich schnell ?
https://draeger-it.blog/arduinotutorial-97-solid-state-relais/

Im Moment habe ich ersteinmal folgende Hypothese:
- Triac schaltende SSR haben eine Schaltzeit von um 10ms und können bis 
etwa 100HZ
Indiz: https://docs.rs-online.com/5ca0/0900766b81591871.pdf
- MOSFET schaltende SSR haben eine Schaltzeit um 20us und können BIS 
ETWA 1kHz
Indiz: https://www.farnell.com/datasheets/56391.pdf

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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Wichtig bei SSR ist auch der Spannungsabfall, oft 2V. Bedeutet bei 20A, 
muss man sich um die Verlustleistung kuemmern.

von Alfonso N. (Firma: Firma) (alfonso_37)


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Der Spannungsabfall und die damit einher gehende Verlustleistung ist 
auch ein interessanter Punkt. Für SSR s scheint es Hutschienen Clips aus 
Metall zu geben, Wärmeleitgummies für die Montage und auf mehr oder 
weniger fette Kühlkörper, wen Bedarf besteht.

Gibt es geeignete Webseiten von vlt. Distries oder Endhändlern wo man 
per Suchmaske Dinge wie Spannung, Strom, Verlustleistung und 
Ansprechgeschwindigkeit in ein Suchformular eingeben kann damit ich ein 
klein wenig zielgerichteter gucken kann was so bei den SSR s möglich ist 
und um je nach Anwendung miir dort etwas zielgerichtet an sehen zu 
können ?

von Stefan F. (Gast)


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Für normale Gleichspannung (am Ausgang) eignen sich die meisten SSR 
nicht, weil sie nur im Nulldurchgang aus schalten. Wenn schon, dann muss 
es pulsierende Gleichspannung sein.

SSR brauchen eine gewisse Mindest-Last (Haltestrom) um nicht vorzeitig 
wieder aus zu schalten.

Manche SSR enthalten für induktive Lasten einen Snubber, aber nicht 
alle. Falls vorhanden, wäre zu hinterfragen, ob der Snubber zur Last 
passend dimensioniert ist.

von Gerald K. (geku)



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Es gibt Optomos die zwei parallele entgegengesetzt gepolte FETs 
besitzen. Diese können auch für Wechselstrom verwendet werden.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Alfonso N. schrieb:
> Triac schaltende SSR...
> MOSFET schaltende SSR...

Damit hast du dir schon einen Teil der Antwort selbst gegeben. Versuch 
mal mit einem Triac DC zu schalten:-) Es gibt halt nicht das "SSR", 
unter diesem Überbegriff gibt es zig verschiedenen.

Ganz so gut wie von dir gewünscht sind die Filtermöglichkeiten bei den 
üblichen Verdächtigen leider nicht (bei Farnell gibt es aber immerhin 
einen "Schaltmodus"):
- 
https://de.farnell.com/c/schutze-schalter-taster-relais/relais/halbleiterrelais-schutze
- 
https://www.mouser.de/c/electromechanical/relays-contactors-solenoids/solid-state-relays-ssr/solid-state-relays-industrial-mount/

von Harald W. (wilhelms)


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Irgend W. schrieb:

> Versuch mal mit einem Triac DC zu schalten:-)

Das geht schon, ist aber etwas aufwändiger.

von Musik og F. (musikog_f)


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Alfonso N. schrieb:

> Gibt es geeignete Webseiten von vlt. Distries oder Endhändlern
>... um je nach Anwendung miir dort etwas zielgerichtet an sehen zu
> können ?
Ja, rs components hat das z.B. gegliedert. Hersteller natürlich auch.

Die üblichen verdächtigen Hersteller (SchneiderElectric, ABB, 
hastenichtgesehen) haben natürlich auch Gliederungen und auch die 
passenden Kühlkörper.

Wenn die Betrachtungen rein theoretischer Natur sind, ist das natürlich 
müssig. Ansonsten: Es kommt halt darauf an ob da 1A bei 24VAC fliessen 
oder 100A bei 230VAC - das wirkt sich auch auf den Preis aus.

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