Brochure

ESG 8.45
Généralités
Définition
De nombreuses fonctions sont communes aux relais
statiques (également appelés relais à semi-conducteur)
et aux relais électromécaniques. Mais, contrairement à
ces derniers, les relais statiques ne comportent pas de
pièces mécaniques mobiles. Il s'agit donc essentielle-
ment de composants électroniques qui utilisent les
propriétés électriques, magnétiques et optiques des
semi-conducteurs et des composants électriques pour
réaliser une fonction de séparation et de commutation.
Au cours des dix dernières années, de nombreuses
normes ont été définies pour les boîtiers des relais
statiques. Elles concernaient principalement la forme
rectangulaire qui est, depuis, devenue un standard dans
l'industrie pour la commutation des circuits de puis-
sance.
Applications
Depuis leur mise en service, les relais statiques en tant
que technologie ont également été employés dans des
domaines jusqu'alors exclusivement réservés aux relais
électromécaniques ou aux contacteurs. Ils sont surtout
utilisés pour la commutation de charges ohmiques,
inductives et capacitives (par ex. éléments chauffants,
lampes, entraînements, moteurs, aimants, vannes,
transformateurs, etc).
Les applications types de ces relais sont les suivantes :
usines, machines dans le secteur du plastique ou de
l'emballage, installations dans l'industrie agroalimen-
taire, éclairages industriels, systèmes pare-feu et de
sécurité, machines de remplissage, installations de
production, régulateurs de puissance embarqués,
contrôleurs du trafic routier, appareils de mesure,
automates, systèmes de contrôle, machines de bureau,
appareils médicaux, commandes d'ascenseur, etc.
Avantages des relais statiques
Lorsqu'un relais statique est utilisé correctement et
pour les applications prévues, il présente de nombreu-
ses caractéristiques qui sont souvent difficiles à obtenir
avec les relais électromécaniques : fiabilité, longue
durée d'utilisation, sensibilité très réduite aux parasites
électromagnétiques, déclenchement rapide et rési-
stance élevée aux vibrations.
Aujourd'hui, les clients non seulement attendent mais
exigent de la société SIG Positec Systems qu'elle
améliore l'efficacité des composants utilisés. Grâce à
l'utilisation de circuits à semi-conducteurs montés en
surface, les relais statiques présentent des avantages
essentiels pour les constructeurs, ingénieurs et techni-
ciens de maintenance par rapport aux autres technolo-
gies.
Ces avantages sont en premier lieu un mode de
fonctionnement constant et une durée de vie plus
longue. En effet, les relais statiques ne sont constitués
ni de pièces mobiles soudables, ni de contacts de
coupure démontables, causes fréquentes de dys-
fonctionnement des relais électromécaniques. Ces
phénomènes sont connus depuis longtemps dans
l'industrie et peuvent être exprimés comme suit :
Pas de pièce mécanique mobile = pas de contraintes
mécaniques
• enclenchement au passage par zéro, sensibilité réduite
aux parasites électromagnétiques/parasites H.F.
• enclenchement accidentel, commande proportionnelle
• longue durée de vie (fiabilité) > 109 opérations
• pas de contacts, donc élimination des pics
d'excitation élevés
• pas de bruits acoustiques
• fréquence de commutation élevée
• compatible avec un microprocesseur
• adaptabilité de la structure
• déclenchement rapide
• pas de pièces mobiles
• pas de battement
Du point de vue de la structure interne, les relais sta-
tiques et les relais électromagnétiques sont similaires.
Ils sont en effet constitués d'une entrée isolée élec-
triquement de la sortie, qui commande une charge. La
Figure 1 représente la configuration de base de ces
deux types de relais. La séparation est réalisée par un
Technique des relais statiques (SSR)
couplage optique ou inductif pour les relais statiques et
par un couplage magnétique pour les relais électroma-
gnétiques.
Si l'on compare ces deux technologies, la fonction du
circuit de commande d'entrée du relais statique est
20 mW
LED
Couplage
optique
Photodétecteur
Limiteur
de courant
Circuit
d'amortissement
Déclencheur
Element
de sortie
(SSR)
Relais à semi-conducteur AC
200 mW
Couplage
magnétique
Relais élactromagnétique (EMR)
Contacts
mécaniques
Induit
Noyau
de fer
Bobine
Figure 1 : Configuration des relais à semi-conducteur et des relais
électromagnétiques