Atšķirības starp augstsprieguma līdzstrāvas releju un cieto releju
| Salīdzināmā prece | Augstsprieguma līdzstrāvas relejs | Cietvielu relejs |
| Pamatprincips | Mehāniskos kontaktus aizver/atver elektromagnētiskās spoles radītais magnētiskais spēks, kas nodrošina ķēdes ieslēgšanas/izslēgšanas vadību. | Ieslēgšanas/izslēgšanas funkcija tiek pilnībā panākta, izmantojot pusvadītāju elektroniskos komponentus, bez mehāniski kustīgām daļām. Elektriskā signāla izolācija un jaudas vadība tiek realizēta, izmantojot optoelementus, tiristorus/MOSFET tranzistoriem utt. |
| Nominālais sprieguma diapazons | Parasti paredzēti augstsprieguma līdzstrāvas lietojumprogrammām virs 1000 V, daži augstsprieguma modeļi var pielāgoties līdzstrāvas sistēmām 10 kV līmenī. | Augstsprieguma līdzstrāvas sistēmas parasti aptver sprieguma diapazonu no 600 V līdz 1500 V, un augstāka sprieguma līmeņos ir pieejams mazāk produktu, un līdz ar to izmaksas ir augstākas. |
| Statiskā sprieguma kritums | Mehānisko kontaktu kontakta pretestība ir ārkārtīgi zema (mΩ diapazonā), kā rezultātā lielas strāvas apstākļos jaudas zudumi un siltuma ģenerēšana ir minimāli. | Pusvadītāju ierīcēm ir raksturīgi ieslēgšanās stāvokļa sprieguma kritumi (aptuveni 0,3–1 V Si tipa MOSFET tranzistoriem un 1–2 V IGBT tranzistoriem), kas izraisa ievērojamu siltuma veidošanos lielas strāvas apstākļos. Tāpēc ir jāievieš termiskās vadības projekts. |
| Pārslēgšanas ātrums | Mehāniskai kontakta kustībai nepieciešams milisekundes līmeņa laiks (parasti 5–50 ms) un tai piemīt atsitiena parādība. | Mikrosekundes līmeņa reakcijas ātrums, bezkontakta atstarošana, ideāli piemērots augstfrekvences komutācijas lietojumprogrammām |
| dzīves ilgums | Mehāniskie kontakti piedzīvo loka eroziju un nodilumu, un slodzes pārslēgšanas kalpošanas laiks parasti ir no 10^4 līdz 10^6 cikliem, savukārt tukšgaitas kalpošanas laiks var pārsniegt 10^7 ciklus. | Mehānisks nodilums nav novērots, un teorētiskais kalpošanas laiks ir no 10^8 līdz 10^12 cikliem. Kalpošanas laiku galvenokārt ietekmē temperatūra un pārslodzes spriegums. |
| Izolācijas veiktspēja | Fiziska izolācija pēc kontakta atvienošanas, augsta izolācijas izturības sprieguma un gandrīz nulles noplūdes strāva atvērtā stāvoklī | Pusvadītāju savienojumu izolācijas vai optronu izolācijas dēļ atvērtā stāvoklī pastāv μA līmeņa noplūdes strāva, padarot to nepiemērotu drošības scenārijiem, kuros nepieciešama pilnīga elektriskā izolācija. |
| Pārslodzes jauda | Demonstrē spēcīgu īslaicīgas pārslodzes izturību, spējot izturēt 10 reizes lielāku nominālo strāvu vairākas milisekundes. | Pusvadītāju ierīcēm ir vāja pārslodzes izturība, parasti tās spēj izturēt tikai 1,5 līdz 2 reizes lielāku nominālo strāvu, un pārslodze var viegli izraisīt bojājumus. |
| Piemērojamie scenāriji | Augstsprieguma enerģijas uzkrāšanas sistēmām, līdzstrāvas uzlādes pāļiem, augstsprieguma sadales ķēdēm un augstsprieguma sadales kārbām jauniem enerģijas transportlīdzekļiem ir nepieciešami scenāriji ar augstas uzticamības izolāciju un lielas strāvas komutācijas iespējām. | Rūpnieciskās automatizācijas vadība, mazjaudas līdzstrāvas slodzes regulēšana, sprādziendroša vide, augstfrekvences komutācijas scenāriji, zemas vibrācijas prasību scenāriji |
| Izmaksu kontrole | Izmaksas ir mērenas ar tādu pašu spriegumu un strāvas vērtējumu, savukārt augstsprieguma un lielas strāvas modelim ir zemākas izmaksas salīdzinājumā ar cietvielu relejiem ar identiskiem parametriem. | Augstsprieguma un lielas strāvas modeļi rada augstākas izmaksas, un termiskās pārvaldības sistēma vēl vairāk palielina kopējās risinājuma izmaksas. |
Jaunu enerģijas transportlīdzekļu augstsprieguma elektrosistēmu pielietojumos augstsprieguma līdzstrāvas releji pašlaik ir galvenās un piemērotākās iespējas. Cietvielu releji tiek izmantoti tikai dažos specializētos palīgrežīmos, piemēram, LED apgaismojuma grupās uz transportlīdzekļa virsbūves, mazas jaudas sensoru blokos un automātisko durvju/logu beztrokšņa vadībā zemsprieguma scenārijos. Tie galvenokārt izmanto cietvielu releju priekšrocības, piemēram, mehāniskā trokšņa neesamību, ātru pārslēgšanās ātrumu un ilgu kalpošanas laiku.
Jaunu enerģijas transportlīdzekļu energosistēmas pamatā ir augstas strāvas pārraide starp akumulatoru un motoru. Salīdzinot ar tradicionālo transportlīdzekļu 12 V zemsprieguma sistēmu, jauno enerģijas elektrotransportlīdzekļu augstsprieguma platforma parasti ir 400 V vai pat 800 V. Strāva, kas tiek pārraidīta no akumulatora uz motoru un vadības bloku, var sasniegt desmitiem līdz simtiem ampēru. Tāpēc, ņemot vērā drošības faktorus, augstsprieguma līdzstrāvas releju konstrukcijas raksturlielumi pamatā atbildīs transportlīdzekļu drošības standartiem:
Augstsprieguma līdzstrāvas relejos tiek izmantoti augstas vadītspējas materiāli un optimizētas spaiļu struktūras, lai samazinātu pārkaršanas risku. Pēc kontaktu atvienošanas augstsprieguma līdzstrāvas releji var panākt pilnīgu fizisku izolāciju. Izolācijas izturības spriegums var sasniegt virs 30 V, un noplūdes strāva ir gandrīz nulle, novēršot augstsprieguma noplūdes risku pasažieriem un zemsprieguma sistēmām. Lai gan cietvielu releji balstās uz pusvadītāju savienojuma izolāciju, tiem ir mikroampēru līmeņa noplūdes strāva, un tie nevar atbilst drošības standartiem augstsprieguma ķēdes pilnīgai atvienošanai.
Kad transportlīdzekļa augstsprieguma sistēmā rodas īsslēgums, momentānā strāva var būt vairāk nekā 10 reizes lielāka par nominālo vērtību. Augstsprieguma līdzstrāvas releju maksimālā pārtraukšanas strāva parasti ir vairāki tūkstoši vai pat desmitiem tūkstošu ampēru. Apvienojumā ar ūdeņraža/ūdeņraža gāzes/magnētiskās loka dzēšanas struktūru, kas ievietota keramikas noslēgtā korpusā, tā var nodzēst augstas temperatūras loku milisekundēs un pārtraukt īsslēguma strāvu, tādējādi būtiski novēršot īsslēguma ugunsgrēka risku.
Augstsprieguma līdzstrāvas releji parasti izmanto keramikas lodēšanas vai epoksīda blīvējuma struktūras. Keramikas izturība pret sabrukšanu sasniedz 18 kV/mm, un stiepes izturība pārsniedz 280 MPa. Tie var izturēt plašu temperatūras diapazonu (no -40 ℃ līdz 125 ℃), augstas intensitātes vibrāciju un triecienus sarežģītos transportlīdzekļa apstākļos. Aizsardzības līmenis var sasniegt IP67, un ilgtermiņa uzticamība ir daudz augstāka nekā cietvielu relejiem.