De functie van een solid-state relais

Een solid-state relais is een elektrisch component dat elektronische apparaten gebruikt voor schakelbeheersing en een kerntoepassingswaarde heeft in het besturingssysteem van handmatige lasermachines. Het solid-state relais voltooit het aan/uit-proces via halfgeleiderapparaten en bevat geen mechanische contacten; het biedt daarom een snelle reactie, lange levensduur en sterke trillingsweerstand, waardoor het geschikt is voor frequente schakeloperaties in laserapparatuur.

I. Werkingsprincipe van solid-state relais

Een solid-state relais bestaat uit een optokoppeling voor isolatie, vermogenelektronica en een regelcircuit. Het basiswerkingsproces is als volgt:

Ingangsstuursignaal:
Het regelsysteem levert een gelijkstroom- of wisselstroomsignaal met lage spanning naar de ingang van het solid-state relais.

Optokoppeling isolatie:
Het ingangssignaal wordt geïsoleerd via een optokoppeling, waardoor elektrische isolatie tussen de regelzijde en de belastingszijde wordt bereikt.

Aansturing van vermogencomponenten:
Het uitgangssignaal van de optokoppeling stuurt de interne vermogenshalfgeleiders aan.

Schakelactie:
Afhankelijk van het regelsignaal schakelt het vermogenapparaat in of uit, waardoor de vermogensbelasting binnen de lasmachine wordt gestuurd.

Omdat halfgeleidercomponenten mechanische contacten vervangen, kent het solid-state relais geen contactvervorming en kan het hoogfrequente, vonkvrije en geruisloze schakeling realiseren.

II. Functies van solid-state relais in handmatige laserlasmachines

Laservermogenregeling
Halfgeleiderrelais worden gebruikt om de aan/uit-status van de voeding van de vezellaser te regelen, waardoor start-/stopbesturing van de laser wordt geboden. De snelle reactie zorgt voor een stabiele laseropstart en voorkomt dat spanningsvariaties de lasersource beïnvloeden.

Beveiligingskoppeling waterkoeler
Handmatige lasmachines met laser vereisen een waterkoelsysteem om de lasertemperatuur te handhaven. Halfgeleiderrelais kunnen de waterkoeler inschakelen in koppeling met het systeem, zodat het koelsysteem start voordat de laser in werking treedt.

Bediening laspistooltrigger
Wanneer de schakelaar op het handvat van het laskop wordt geactiveerd, regelt het halfgeleiderrelais de aan/uit-status van de laseremissie. De snelle schakeling verbetert de responstijd van de laser, de continuïteit van het lassen en de operationele stabiliteit.

Beveiligingsschakelingen en interlocksystemen
Solid-state relais worden gebruikt voor veiligheidsvergrendelingen zoals gasdetectie, waterstroomdetectie en dekseldetectie. Wanneer een abnormaal vergrendelingssignaal optreedt, schakelt het relais onmiddellijk de lasercircuit uit, wat de veiligheid van de installatie verbetert.

Scenario's met hoogfrequente schakeling
Bij handmatig lassen wordt de laseruitgang vaak gestart en gestopt. De hoge schakelsnelheid van solid-state relais voldoet aan deze eisen en voorkomt storingen die vaak optreden bij mechanische relais bij frequente bediening.

III. Belangrijkste kenmerken van solid-state relais

Elektrische isolatie: Gerealiseerd via optokoppeling, wat de systeemveiligheid verbetert.

Snelle reactie: Meestal in de microsecondenreeks, waardoor aan de snelle besturingseisen van laserslassen wordt voldaan.

Lange levensduur en hoge betrouwbaarheid: Geen mechanische contacten, waardoor contacterosie wordt vermeden en langdurige stabiele werking wordt ondersteund.

Sterke anti-interferentiecapaciteit: De halfgeleiderstructuur zorgt voor stabiele werking in de sterke elektromagnetische omgeving van laserslassen.

Geen geluid en geen vonkvorming: Voorkomt vonkvorming tijdens het schakelen, vermindert interferentie met andere elektronische componenten en is daarom geschikt voor precisie-laserapparatuur