Pourquoi les relais statiques ont-ils besoin de dissipateurs thermiques ?

Pourquoi les relais statiques génèrent-ils de la chaleur ?

Contrairement aux relais mécaniques qui ouvrent et ferment physiquement des contacts, les relais statiques (SSR) utilisent des composants semi-conducteurs tels que des triacs, des MOSFET ou des thyristors.
Lorsque le courant traverse ces composants, ils produisent une perte de puissance (I × V) , qui est convertie en chaleur.

Principales raisons de l'engouement pour les SSR :

• chute de tension aux bornes des composants semi-conducteurs

• Conduction continue sous forte charge

• cycles de commutation rapides et fréquents

• Température ambiante à l'intérieur des panneaux de commande

Même les SSR de haute qualité, y compris la série RYSSR de RY-ELE, génèrent de la chaleur en raison de la nature de la commutation à semi-conducteurs.

Rôle d'un dissipateur thermique dans le fonctionnement d'un relais statique

Un dissipateur thermique permet d'évacuer la chaleur du relais statique , maintenant ainsi les composants internes dans des limites de température sûres.

Pourquoi un dissipateur thermique est essentiel :

✔ Prévenir la surchauffe

La chaleur excessive provoque les SSR :

• Réduire la capacité de charge

• Déclenchement de l'arrêt thermique

• Échouer prématurément

Un dissipateur thermique correctement dimensionné garantit un fonctionnement stable même à pleine charge.

✔ Maintenir les performances électriques

Les températures élevées augmentent :

• Chute de tension à l'état passant

• résistance interne

• courant de fuite de sortie

Ces effets peuvent entraîner des fluctuations de tension ou une instabilité du système. Un dissipateur thermique minimise les contraintes thermiques et assure des performances constantes.

✔ Prolonger la durée de vie

Chaque augmentation de 10°C de la température de jonction peut réduire de moitié la durée de vie d'un semi-conducteur.
Un dissipateur thermique maintient le relais statique dans sa plage de température nominale, assurant ainsi une longue durée de vie – l'un des plus grands avantages par rapport aux relais mécaniques.

✔ Améliorer la fiabilité dans les environnements difficiles

Les armoires de commande subissent souvent les phénomènes suivants :

• Débit d'air limité

• températures ambiantes élevées

• Câblage dense qui emprisonne la chaleur

Un dissipateur thermique améliore la dissipation de la chaleur et empêche son accumulation, assurant ainsi la sécurité des relais statiques dans des conditions industrielles réelles.

Que se passe-t-il si un relais statique est utilisé sans dissipateur thermique ?

Faire fonctionner un relais statique sans refroidissement adéquat peut entraîner :

• Surchauffe et arrêt

• Déclassement de charge ou commutation instable

• Emballement thermique entraînant une défaillance de l'appareil

• Dommages aux composants environnants

• Fiabilité globale du système réduite

La plupart des fiches techniques des relais statiques spécifient la taille nécessaire du dissipateur thermique en fonction du courant de charge et de la température ambiante ; négliger cette étape augmente considérablement les risques.

Comment choisir le bon dissipateur thermique pour votre SSR

Lors du choix d'un dissipateur thermique, tenez compte des éléments suivants :

1️⃣ Courant de charge

Courant plus élevé → plus de chaleur → dissipateur thermique plus grand
(Par exemple, un relais statique de 40 A nécessite un refroidissement bien plus important qu'un modèle de 10 A.)

2️⃣ Orientation de montage

Le montage vertical améliore la circulation de l'air et l'efficacité du refroidissement.

3️⃣ Température ambiante

Les environnements chauds nécessitent des dissipateurs thermiques plus grands ou à refroidissement actif.

4️⃣Valeur de résistance thermique (°C/W)

Résistance thermique plus faible = meilleur refroidissement
Choisissez un dissipateur thermique qui maintient la température du relais statique en dessous de sa valeur maximale.

5️⃣ Refroidissement par air pulsé (en option)

Pour les charges à forte puissance, un dissipateur thermique associé à un ventilateur assure une dissipation stable.

RY-ELE Solutions SSR + dissipateur thermique

RY-ELE propose une gamme de relais statiques de style étroit (série RYSSR) conçus pour le contrôle industriel, le CVC, les machines d'emballage, les systèmes d'éclairage, et plus encore.

RY-ELE Avantages du SSR :

• Composants semi-conducteurs à haut rendement

• Conception compacte et résistante aux vibrations

• Faible chute de tension à l'état passant

• Protection intégrée contre la surchauffe et les surtensions

• Longue durée de vie de commutation

• Compatible avec plusieurs modèles de dissipateurs thermiques

Associé à RY-ELE dissipateurs thermiques, le SSR peut maintenir des performances thermiques optimales , assurant une sécurité élevée et un cycle de vie plus long en fonctionnement continu.

Conclusion

Les relais statiques offrent une vitesse, une durabilité et une fiabilité exceptionnelles, mais leur gestion thermique doit être assurée.
Un dissipateur thermique n'est pas un accessoire optionnel ; c'est un composant essentiel qui protège le relais statique contre la surchauffe, assure des performances électriques constantes et prolonge considérablement sa durée de vie.

En choisissant des SSR de haute qualité comme la série RYSSR de RY-ELE et en les associant au dissipateur thermique approprié, les ingénieurs peuvent construire des systèmes d'automatisation plus sûrs, plus stables et plus durables.