Passend zum Video und mit der gewohnten Verzögerung folgt hier nun der Blogbeitrag zum Solid-State-Relais(kurz: SSR). 🙂
Wie schon beim AC-Current-Switch angedeutet, kommen heutzutage immer häufiger SSRs zum Einsatz. Vor allem die Punkte Schaltgeschwindigkeit und nahezu unendliche Schaltzyklenzahl machen das SSR zum idealen Ersatz für das elektromechanische Relais, dass es seit rund 200 Jahren beim Elektroteile-Onkel zu kaufen gibt (damals noch Morse- und Telegrafenbedarf). Es ist damit die logische Fortführung in das Halbleiterzeitalter, und vermutlich die nächsten einhundert Jahre „state-of-the-Art“.
Kontakte verschweißt 
(fast) gleiche Leistung – und Schadensbilder am mechanischen Relais
Gegenüber dem mechanischem Relais hat es ein paar Vor- aber auch ein paar Nachteile, wie ich ja bereits im Video erwähnt habe, als auch bei Wikipedia zu finden ist. Entgegen der dortigen, sehr kurzen Liste an Nachteilen sollte man beim Einsatz des SSRs einige Dinge beachten: Im Gegensatz zu herkömmlichen Relais muss ihre Integration in den Schaltplan genauer bedacht sein, da sie zum Teil spannungsabhängig arbeiten, keine 100%ige Trennung im nicht geschalteten Zustand aufweisen und bei hohen Lasten zudem Kühlung benötigen – diese Dinge kennt das mechanische Relais nicht.
mechanisches Relais gleicher Leistungsklasse 
mit dicken Kontakten und selbst in meinen großen Händen recht groß
…die Rückseite aus Alu und dient als Kühlkörper 
Die Vorderseite besteht aus Kunststoff…
Dennoch ist der Gewinn deutlich höher als die Nachteile, logisch, sonst würden sie ja nicht immer mehr verwendet werden. Geräuschloses schalten gehört ebenso zu den zahlreichen Vorteilen, wie die Unempfindlichkeit gegenüber Stößen und Vibrationen, der Resistenz gegenüber Magnetfeldern oder dass es schlichtweg kein Kontaktprellen samt Schaltfunken gibt.
Ich hatte euch im Video ja bereits zwei Schaltpläne vorgestellt, die gibt es hier jetzt noch einmal im Detail – es handelt sich dabei um das absolut notwendige, was man für ein SSR braucht – die meisten käuflichen Modelle weisen mehr Bauteile auf und sind gegenüber manchen Fehlern „robuster“ als meine Demo-Modelle.
Hier zunächst die Mosfet-basierte Schaltung: Kann AC und oder DC schalten. Ein vergleichbares (Fertig)Bauteil ist z.B. ein PhotoMos AQV252, wie ich ihn auch schon im Video gezeigt habe. (Bilder anklicken zum Vergrößern)
Die Mosfet-Schaltung 
AQV252
Und hier der Schaltplan für die Triac-basierte Schaltung. Wie zu erkennen hier mit dem fertigen Bauteil Moc 3031, der über einen Optokopler verfügt und damit Steuer- und Schaltspannungen galvanisch trennt. Der kleine Triac im Moc3031 ist nicht für große Lasten geeignet, daher kommt zusätzlich und extern ein herkömmlicher BT136 dahinter zum Einsatz, um die tatsächliche Last zu schalten.
Die Triac-Schaltung 
Und der MOC3031
Die Frage der Verwendung ist daher nicht wirklich einfach zu beantworten. Will man in einem vorhandenen Gerät oder einer Maschine, z.B. einem Schweißgerät oder einem Auto/Lkw etwas nachrüsten, wird die Wahl mit ziemlicher Sicherheit auf ein mechanisches Relais fallen. Entwirft man jedoch eine neue Schaltung, oder bastelt eine leistungsfähige Motorsteuerung, dann dürfte das SSR gewinnen – und dazwischen gibt es eine breite Grauzone, in der beides möglich und machbar ist. Der Elektroniker nimmt das SSR, der Mechaniker das mech. Relais.
In diesem Sinne frohes schalten und walten! 🙂
Hallo,
ich fand deinen Beitrag sehr gut verständlich. – Es gibt aber noch ein paar offene Fragen:
– Kann man einen Stromkreis schalten, in dem ein Motor, ein USB-Netzteil oder ein Computernetzteil hängt ohne einen dieser Verbraucher oder das Relais zu beschädigen.
– Die gleiche Frage stellt sich wenn man diese Verbraucher gleichzeitig im geschalteten Stromkreis betreibt (wegen den unterschiedlichen Induktivitäten).
Hallo….
Ich habe eine Frage zu dem LED Lauflicht.
Da ich keine andere Möglichkeit in meinem Modellauto habe, als das Lauflicht über den 6.0 V Empfängerakku zu betreiben, wollte ich wissen ob das für die Schaltung ein Problem wäre, da ja nur 5.0 V als Spannungsquelle angegeben sind.
Oder müßte deswegen an der Schaltung, außer die Widerstände der LED’s geändert werden?
Hallo Marko, in dem Fall kannst du z.B. einen 7805 Spannungswandler dazwischen setzen, der reduziert die Spannung auf die bnötigten 5V.