لماذا تحتاج مرحلات الحالة الصلبة إلى مشعات حرارية؟

لماذا تولد مرحلات الحالة الصلبة الحرارة؟

على عكس المرحلات الميكانيكية التي تفتح وتغلق جهات الاتصال فعليًا، تعتمد مرحلات SSR على مكونات أشباه الموصلات مثل الترياكات أو ترانزستورات MOSFET أو الثايرستور.
عندما يمر التيار عبر هذه المكونات، فإنها تنتج فقدانًا في الطاقة (I × V) ، والذي يتحول إلى حرارة.

الأسباب الرئيسية لارتفاع درجة حرارة SSR :

• انخفاض الجهد عبر مكونات أشباه الموصلات

• التوصيل المستمر تحت الحمل العالي

• دورات التبديل السريعة والمتكررة

• درجة الحرارة المحيطة داخل لوحات التحكم

حتى SSRs عالية الجودة، بما في ذلك سلسلة RYSSR من RY-ELE، تولد حرارة بسبب طبيعة التبديل في الحالة الصلبة.

دور المشتت الحراري في تشغيل SSR

يساعد المشتت الحراري على تبديد الحرارة بعيدًا عن SSR ، مما يحافظ على المكونات الداخلية ضمن حدود درجة الحرارة الآمنة.

لماذا تعتبر المشتتات الحرارية ضرورية :

✔ منع ارتفاع درجة الحرارة

الحرارة الزائدة تسبب SSRs في:

• تقليل سعة التحميل

• تشغيل إيقاف التشغيل الحراري

• فشل قبل الأوان

يضمن حجم المشتت الحراري المناسب التشغيل المستقر حتى في ظل الحمل الكامل.

✔ الحفاظ على الأداء الكهربائي

ارتفاع درجات الحرارة يزيد:

• انخفاض الجهد في حالة التشغيل

• المقاومة الداخلية

• تيار تسرب الخرج

قد تؤدي هذه التأثيرات إلى تقلبات في الجهد أو عدم استقرار النظام. يُقلل المشتت الحراري من الإجهاد الحراري ويحافظ على ثبات الأداء.

✔ إطالة عمر الخدمة

كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة الوصلة يمكن أن تؤدي إلى خفض عمر أشباه الموصلات إلى النصف.
يحافظ المشتت الحراري على SSR ضمن نطاق درجة حرارته المقدرة، مما يضمن القدرة على التحمل على المدى الطويل - وهي واحدة من أكبر المزايا مقارنة بالمرحلات الميكانيكية.

✔ تحسين الموثوقية في البيئات القاسية

غالبًا ما تواجه خزائن التحكم ما يلي:

• تدفق الهواء محدود

• درجات الحرارة المحيطة العالية

• الأسلاك الكثيفة التي تحبس الحرارة

يعمل المشتت الحراري على تعزيز تبديد الحرارة ومنع تراكمها، مما يحافظ على سلامة SSR في الظروف الصناعية الحقيقية.

ماذا يحدث إذا تم استخدام SSR بدون مشتت حراري؟

قد يؤدي تشغيل SSR بدون تبريد مناسب إلى:

• ارتفاع درجة الحرارة والإغلاق

• انخفاض تصنيف الحمل أو التبديل غير المستقر

• الهروب الحراري يؤدي إلى فشل الجهاز

• تلف المكونات المحيطة

• انخفاض موثوقية النظام بشكل عام

تحدد معظم أوراق بيانات SSR حجم المشتت الحراري اللازم وفقًا لتيار الحمل ودرجة الحرارة المحيطة - وتخطيها يزيد بشكل كبير من المخاطر.

كيفية اختيار المشتت الحراري المناسب لجهاز SSR الخاص بك

عند اختيار المشتت الحراري، ضع في اعتبارك ما يلي:

1️⃣ تيار الحمل

تيار أعلى → حرارة أكبر → حوض حراري أكبر
(على سبيل المثال، يتطلب 40A SSR تبريدًا أكبر بكثير من طراز 10A)

2️⃣ اتجاه التركيب

يؤدي التركيب الرأسي إلى تحسين تدفق الهواء وكفاءة التبريد.

3️⃣ درجة الحرارة المحيطة

تتطلب البيئات الحارة أحواض حرارية أكبر أو نشطة التبريد.

4️⃣تصنيف المقاومة الحرارية (°م/و)

مقاومة حرارية أقل = تبريد أفضل
اختر حوضًا حراريًا يحافظ على درجة حرارة SSR أقل من الحد الأقصى لها.

5️⃣ تبريد الهواء القسري (اختياري)

بالنسبة للأحمال ذات الطاقة العالية، فإن المبدد الحراري المقترن بالمروحة يضمن تبديدًا مستقرًا للطاقة.

RY-ELE حلول SSR + المشتت الحراري

توفر RY-ELE مجموعة من مرحلات الحالة الصلبة ذات النمط الضيق (سلسلة RYSSR) المصممة للتحكم الصناعي، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وآلات التعبئة والتغليف، وأنظمة الإضاءة، والمزيد.

RY-ELE مزايا SSR :

• مكونات أشباه الموصلات عالية الكفاءة

• تصميم مضغوط ومقاوم للاهتزاز

• انخفاض الجهد في حالة التشغيل

• حماية مدمجة من الحرارة الزائدة والزيادة المفاجئة في التيار

• عمر طويل للتبديل

• متوافق مع نماذج متعددة من المشتت الحراري

عند الاقتران مع RY-ELE من مشعات الحرارة، يمكن لـ SSR الحفاظ على الأداء الحراري الأمثل ، مما يضمن السلامة العالية ودورة حياة أطول في التشغيل المستمر.

خاتمة

توفر مرحلات الحالة الصلبة سرعة ومتانة وموثوقية استثنائية - ولكن يجب إدارتها حرارياً.
إن المشتت الحراري ليس ملحقًا اختياريًا؛ بل هو مكون أساسي يحمي SSR من الحرارة الزائدة، ويضمن الأداء الكهربائي المتسق، ويطيل عمر الخدمة بشكل كبير.

من خلال اختيار SSRs عالية الجودة مثل سلسلة RYSSR الخاصة بـ RY-ELE وربطها بالمشتت الحراري المناسب، يمكن للمهندسين بناء أنظمة أتمتة أكثر أمانًا واستقرارًا وطول عمر.