Перейти к содержанию

Чем отличается реле от транзистора?

Обновлено Редакция GAW

Реле и транзистор решают одну задачу — включают нагрузку слабым сигналом, — но делают это по-разному. В реле катушка притягивает якорь, и он замыкает механические контакты. В MOSFET напряжение на затворе открывает проводящий канал в кристалле.

ПараметрРеле Panasonic JWMOSFET IRLZ44
Что коммутирует5 А, 250 В переменного или 30 В постоянного токапостоянный ток, до 60 В
Развязка управления и нагрузки5000 В между катушкой и контактаминет: исток общий с управлением
Время переключениядо 15 мс включение, до 5 мс выключениедесятки и сотни наносекунд
Ресурсне меньше 100 тыс. переключений под нагрузкойбез механического износа
Мощность управления530 мВт всё времяпочти ноль в статике
Сопротивление во включённом состоянииконтакты до 0,1 Омканал до 0,028 Ом при 5 В

Ресурс реле в цифрах

Электрический ресурс реле JW при 5 А 250 В — 100 000 переключений. Если переключать его раз в секунду, ресурс закончится через

t=100 0003600 переключений в час≈28 ч.t = \frac{100\,000}{3600\ \text{переключений в час}} \approx 28\ \text{ч}.

Поэтому реле хороши для редких переключений, а частые — и тем более ШИМ — достаются транзистору.

Что выбрать

  • Реле — для переменного тока и сети 230 В, когда нагрузку нужно гальванически отделить от схемы управления, и когда переключений мало. Как управлять катушкой от микроконтроллера — в схеме «Драйвер реле на транзисторе».
  • Транзистор — для постоянного тока, частых переключений и ШИМ: двигатели, светодиодные ленты, нагреватели. Готовая схема — «Ключ на MOSFET».

Через встроенный диод MOSFET ток идёт в обратную сторону, поэтому один транзистор не может разомкнуть цепь переменного тока.

Похожие вопросы

Можно ли управлять реле через ШИМ?

Нет: контакты не успеют — реле JW срабатывает до 15 мс и отпускает до 5 мс, — а каждое переключение расходует ресурс. При 100 тысячах включений под нагрузкой реле, переключаемое раз в секунду, выработает ресурс меньше чем за 28 часов. Для ШИМ берут транзистор.

Можно ли заменить реле транзистором?

Если нагрузка питается постоянным током и общая земля с управляющей схемой допустима — да, MOSFET с логическим уровнем управления заменит реле и будет работать без износа. Для сетевых 230 В и нагрузок, которые надо отделить от схемы управления, нужно реле или твердотельное реле.

Что потребляет больше энергии на управление?

Реле: катушка Panasonic JW потребляет 530 мВт всё время, пока реле включено. Затвору MOSFET постоянный ток почти не нужен — утечка IRLZ44 не больше 100 нА; энергия тратится только на перезарядку затвора при переключениях.

Источники

  1. Panasonic. JW Relays: Power Relays (Over 2 A), Product Catalog (ASCTB190E, 2026.7) — контакты 5 А 250 В переменного или 30 В постоянного тока; мощность катушки 530 мВт; электрическая прочность между контактами и катушкой 5000 В действующего на 1 мин; время срабатывания не больше 15 мс, отпускания — 5 мс; механический ресурс не меньше 5·10⁶ переключений, электрический при 5 А 250 В на активной нагрузке — не меньше 100·10³
  2. Vishay Siliconix. IRLZ44 Power MOSFET (Document Number 91328, S21-1045-Rev. D, 25-Oct-2021) — сток–исток до 60 В; RDS(on) не больше 0,028 Ом при VGS = 5 В; утечка затвора не больше 100 нА; задержка включения 17 нс, нарастание 230 нс, задержка выключения 42 нс, спад 110 нс (типично при 51 А); встроенный диод сток–исток

Нашли ошибку?

Смотрите также