6.6. Сравнительная характеристика силовых ключей

Вид прибора

Предельное коммутиру-

емое напряже-

ние, В

Предель-

ный

коммути-

руемый

ток, А

Прямое падение напря-

жения,

В

Частота комму-

тации,

Гц

Ток утечки

не

более,

мА

Вид управ-

ления

Тиристор (тир.)

10000

5000

< 1,9

< 400

3

ток

Симистор

800

40

< 1,4

< 400

1

ток

Запираемый тир.

4500

3000

< 4,0

< 2000

30

ток

МОП-транзистор

800

50

< 3,2

< 10⁵

0,3

напр.

МОПБТ

3500

1200

< 3,0

< 5 ^.10⁴

1

напр.

Запираемый тир.

с МОП-управлением

100

50

< 1,5

< 2,5^. 10⁴

1

напр.

Показатель

«Идеальный» ключ

Коммутирующий

контакт

Электронный

ключ

Быстродействие, мс

τ = 0

τ > 10

τ < 1

Ресурс работы, число циклов

N = ∞

N < 10⁷

N = ∞

Наличие электрической дуги

нет

есть

нет

Возникновение перенапряжений и сверхтоков

нет

почти нет

есть

Тепловые потери на ключе

нет

почти нет

есть

Остаточное напряжениена ключе, В

ΔU = 0

ΔU ≈ 0

ΔU ≤ 3

Гальваническая развязка между цепями, Ом

R_{изоляции} = ∞

R_{изоляции} → ∞

R_{изоляции} < 10⁹

Затраты мощности на включение и удержание во включенном состоянии, Вт

Р = 0

Р > 10

Р ≤ 1

Особенность,

свойство

Ключи

электромеханические

электронные

1

2

3

Возможность плавного изменения тока в управляемой цепи (усилительный режим) с переходом в скачкообразное его изменение (коммутационный режим)

Нет возможности плавного управления, работают только в коммутационном режиме

Работают надежно в любом режиме

Возможность непосредственного использования слабых электрических сигналов для управления ключом

Энергопотребление приводов контактных систем сравнительно велико (P > 10 Вт)

Легко осуществляется управление слабыми электрическими сигналами

Тепловые потери и нагрев в ключе при токах нагрузки

Потери и нагрев небольшие, т.к. падение напряжения на ключе при включенном состоянии обычно составляет единицы милливольт

Потери высокие, т.к. падение напряжения на ключе при включенном состоянии достигает одного и более вольт

Устойчивость к перенапряжениям

Выдерживают значительные перенапряжения; пробивное напряжение – до десятков киловольт

Требуется специальная защита от перенапряжений; допустимые обратные напряжения обычно составляют сотни вольт

Устойчивость к токовым перегрузкам

Допустима перегрузка сверхтоком примерно в 700 раз большим по отношению к номинальному току при времени его действия до 0,01 с

Необходима специальная защита от сверхтоков; допустимая перегрузка может достигать лишь примерно 30-кратного значения номинального тока при времени действия до

0,01 с

1

2

3

Стойкость к ударным нагрузкам и вибрации

Подвержены влиянию ударных нагрузок и вибрации

Практически не подвержены влиянию ударных нагрузок и вибрации за исключением элементов подсоединения.

Надежность

Надежность высокая, но зависит от качества обслуживания

Надежность высокая и почти не зависит от обслуживания

Звуковые эффекты

Шум при работе, возможно гудение электромагнита

Отсутствуют шумы

Восприимчивость к искажениям сигнала управления

Практически невосприимчивы к искажениям сигнала управления приводом контактной системы

Возможны ложные срабатывания, в том числе от случайных импульсных помех малой продолжительности

Размеры аппарата

Компактные аппараты

Размеры аппарата значительно больше, чем контактного аппарата (при одинаковой коммутационной способности)

Стоимость аппарата

Стоимость контактных аппаратов относительно невысокая

Стоимость бесконтактных аппаратов значительно выше в сравнении с контактными аппаратами; стоимость снижается благодаря совершенствованию технологии производства и увеличению масштабов выпуска