CARLO GAVAZZI RA 2425-D06 Datasheet

Technische Änderungen vorbehalten (28.02.2007) 1

Halbleiterrelais
Schaltverhalten
Nenn-Betriebsspannung
Nenn-Betriebsstrom
Steuerspannung
Spitzensperrspannung

• Halbleiterrelais für Schraubmontage

• Ausführung als Nullspannungsschalter oder

als Momentanschalter

• Direktbonding-Verfahren

• Nenn-Betriebsstrom: 10, 25, 50 und 90 A AC

eff

• Spitzensperrspannung: Bis zu 1200 V

S

• Nenn-Betriebsspannung: Bis zu 480 V AC

eff

• 3 Eingangsspannungs-Bereiche: 3 bis 32 V DC,

10 bis 90 V AC/DC und 90 bis 280 V AC/DC

• Potentialtrennung: Optokoppler (Ansteuerkreis-

Lastkreis) 4 kV AC

eff

Produktbeschreibung

Bestellschlüssel

Halbleiterrelais, Industriegehäuse, 1-polig

Typenwahl

Schaltverhalten Nenn-Betriebs- Nenn-Betriebs- Steuerspannung Spitzensperr-

spannung strom spannung

A: Nullspannungsschalter 24: 230 V AC

eff

10: 10 A AC

eff

-D: 3 bis 32 V DC 06: 650 V

S

Optional: 44: 400 V AC

eff

25: 25 A AC

eff

LA: 10 bis 90 V AC/DC 08: 850 V

S

B: Momentanschalter 48: 480 V AC

eff

50: 50 A AC

eff

HA: 90 bis 280 V AC/DC 12: 1200 V

S

90: 90 A AC

eff

Nenn-Betriebs- Spitzen- Steuerspannung Nenn-Betriebsstrom
spannung sperr- 10 A AC

eff

25 A AC

eff

50 A AC

eff

90 A AC

eff

spannung

3 bis 32 VDC RA 2410 -D 06 RA 2425 -D 06 RA 2450 -D 06 RA 2490 -D 06

230 V AC

eff

650 V

S

10 bis 90 VAC/DC RA 2410 LA 06 RA 2425 LA 06 RA 2450 LA 06 RA 2490 LA 06
90 bis 280 VAC/DC RA 2410 HA 06 RA 2425 HA 06 RA 2450 HA 06 RA 2490 HA 06
3 bis 32 VDC RA 4410 -D 08 RA 4425 -D 08 RA 4450 -D 08 RA 4490 -D 08

400 V AC

eff

850 V

S

10 bis 90 VAC/DC RA 4410 LA 08 RA 4425 LA 08 RA 4450 LA 08 RA 4490 LA 08
90 bis 280 VAC/DC RA 4410 HA 08 RA 4425 HA 08 RA 4450 HA 08 RA 4490 HA 08
3 bis 32 VDC RA 4810 -D 12 RA 4825 -D 12 RA 4850 -D 12 RA 4890 -D 12

480 V AC

eff

1200 VS10 bis 90 VAC/DC RA 4810 LA 12 RA 4825 LA 12 RA 4850 LA 12 RA 4890 LA 12

90 bis 280 VAC/DC RA 4810 HA 12 RA 4825 HA 12 RA 4850 HA 12 RA 4890 HA 12

Auswahl nach den technischen Daten

AC, Thyristorausgang, DC/AC-Ansteuerung
10 - 90 A, Typen RA 24, RA 44, RA 48

RA 24 10 LA 06

Dieser Nullspannungsschal­ter mit antiparallel geschalte­ten Thyristoren im Lastkreis
ist wegen seiner vielfältigen
Möglichkeiten das am häufig­sten für industrielle Anwen­dungen eingesetzte Halblei­terrelais. Es kann zum Schal­ten von ohmschen, induktiven

und kapazitiven Lasten einge­setzt werden.
Der Nullspannungsschalter
schaltet ein, wenn die sinus­förmige Wechselspannung
durch den Nullwert geht und
schaltet zu dem Zeitpunkt
aus, wenn der Wechselstrom
durch den Nullwert geht.

2 Technische Änderungen vorbehalten (28.02.2007)

RA 24.. .. 06, RA 44.. .. 08, RA 48.. .. 12

RA 24.. .. 06 RA 44.. .. 08 RA 48.. .. 12

Betriebsspannungsbereich 24 bis 280 V AC

eff

42 bis 480 V AC

eff

42 bis 530 V AC

eff

Spitzensperrspannung ≥ 650 V

S

≥ 850 V

S

≥ 1200 V

S

Einschaltnullspannung ≤ 20 V ≤ 40 V ≤ 40 V
Nennfrequenzbereich 45 bis 65 Hz 45 bis 65 Hz 45 bis 65 Hz
Leistungsfaktor ≥ 0,5 @ 230 V AC

eff

≥ 0,5 @ 400 V AC

eff

≥ 0,5 @ 480 V AC

eff

Zulassungen UL, CSA UL, CSA UL,CSA

Allgemeine Technische Daten

RA .... -D .. RA .... LA .. RA .... HA ..

Bereich Steuerspannung 3 bis 32 V DC 10 bis 90 V AC/DC 90 bis 280 V AC/DC
Einschaltspannung ≤ 3 V DC ≤ 10 V AC/DC ≤ 90 V AC/DC
Ausschaltspannung ≥ 1 V DC ≥ 1 V AC/DC ≥ 10 V AC/DC
Verpolspannung ≤ 32 V DC
Eingangswiderstand 1,5 kΩ 5,4 kΩ 44 kΩ
Einschaltverzögerungszeit

RA ≤ 1/2 Periode ≤ 1 Periode ≤ 1 Periode
RB ≤ 1 ms ≤ 1 ms ≤ 1 ms

Ausschaltverzögerungszeit ≤ 1/2 Periode ≤ 1/2 Periode ≤ 1/2 Periode

Technische Daten Ansteuerkreis

Technische Daten Lastkreis

RA ..10 .. .. RA ..25 .. .. RA ..50 .. .. RA ..90 .. ..

Nenn-Laststrom AC 1 16 A

eff

25 A

eff

50 A

eff

1)

90 A

eff

1)

AC 3 3 A

eff

5 A

eff

15 A

eff

20 A

eff

Min. Laststrom 150 mA

eff

150 mA

eff

250 mA

eff

400 mA

eff

Periodischer Überlaststrom t=1 s

≤ 35 A

eff

≤ 55 A

eff

≤ 125 A

eff

≤ 150 A

eff

Stoßstrom t=20 ms 160 A

S

300 A

S

580 A

S

1000 A

S

Leckstrom im Aus-Zustand
@ Nennspannung, Frequenz ≤ 2,5 mA

eff

≤ 3 mA

eff

≤ 3 mA

eff

≤ 3 mA

eff

I

2

t für Sicherungen t=10 ms ≤ 130 A2s ≤ 525 A2s ≤ 1800 A2s ≤ 6600 A

2

s

Kritische Stromsteilheit di/dt ≥ 50 A/µs ≥ 50 A/µs ≥ 50 A/µs ≥ 100 A/µs
Durchlassspannung

@ Nennstrom ≤ 1,6 V

eff

≤ 1,6 V

eff

≤ 1,6 V

eff

≤ 1,6 V

eff

Kommutierendes du/dt ≥ 500 V/µs ≥ 500 V/µs ≥ 500 V/µs ≥ 500 V/µs
Statisches du/dt ≥ 500 V/µs ≥ 500 V/µs ≥ 500 V/µs ≥ 500 V/µs

1)

Um sichere elektrische Kontakte zu gewährleisten, müssen Ringkabelschuhe nach DIN 46234 eingesetzt werden.

RA ..10 .. .. RA ..25 .. .. RA ..50 .. .. RA ..90 .. ..

Betriebstemperatur -20°C bis +100°C -20°C bis +100°C -20°C bis +100°C -20°C bis +100°C
Lagertemperatur -40°C bis +100°C -40°C bis +100°C -40°C bis +100°C -40°C bis +100°C
Sperrschichttemperatur ≤ 125°C ≤ 125°C ≤ 125°C ≤ 125°C
Wärmewiderstand

Sperrschicht - Gehäuse ≤ 2,0 K/W ≤ 1,25 K/W ≤ 0,65 K/W ≤ 0,3 K/W
Wärmewiderstand

Sperrschicht - Umgebung ≤ 12,5 K/W ≤ 12 K/W ≤ 12 K/W ≤ 12 K/W

Thermische Daten

Technische Änderungen vorbehalten (28.02.2007) 3

RA 24.. .. 06, RA 44.. .. 08, RA 48.. .. 12

Nennimpulsspannungsfestigkeit

Eingang zu Lastkreis ≥ 4000 V AC

eff

Nennimpulsspannungsfestigkeit

Lastkreis zu Kühlkörper ≥ 4000 V AC

eff

Isolationswiderstand

Ansteuerkreis - Lastkreis ≥ 10

10

Ω

Isolationswiderstand

Lastkreis - Bodenplatte ≥ 1010Ω

Isolationskapazität

Anteuerkreis - Lastkreis ≤ 8 pF

Isolationskapazität

Lastkreis - Bodenplatte ≤ 100 pF

Potentialtrennung

Schaltbild

Funktionsdiagramm

Steuer­kreis

Steuer­kreis

Netz/Last

Abmessungen

Gewicht Ca. 110 g

(RA ..90.. .. Ca. 140 g)

Gehäusematerial Noryl GFN 1, schwarz
Bodenplatte 10, 25, 50 A Aluminium, vernickelt

90 A Kupfer, vernickelt
Vergussmasse Polyurethan
Lastrelais

Befestigungsschrauben M5
Befestigungsmoment ≤ 1,5 Nm

Ansteuerkreis

Befestigungsschrauben M3 x 6
Befestigungsmoment ≤ 0,5 Nm

Lastkreis

Befestigungsschrauben M5 x 6
Befestigungsmoment ≤ 2,4 Nm

Gehäusedaten

** = ± 0,4 mm
*** = ± 0,5 mm

**

**

***

*** ***

***

Zubehör

Berührungsschutz
Kühlkörper
Adapter für DIN-Schiene
Varistoren
Sicherungen

Last/Netz

Netz/Last

Wärmeleit­paste
verwenden

Weitere Informationen siehe
"Allgemeine Zubehör".

4 Technische Änderungen vorbehalten (28.02.2007)

> 12,5 K/W

3,0 K/W
0,8 K/W
0,25 K/W

< 0,25 K/W

RA 24.. .. 06, RA 44.. .. 08, RA 48.. .. 12

Kühlkörperdimensionierung

Kühlkörper von Carlo Gavazzi

(siehe Zubehör)

Kein Kühlkörper erforderlich
RHS 100 Komplettaufbau
RHS 301 Komplettaufbau
RHS 301 Komplettaufbau F
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Auswahl des Kühlkörpers

Vergleichen Sie den aus der Matrix Laststrom-Umgebungs­temperatur entnommenen Wert mit den Werten der Standard­Kühlkörper und wählen Sie einen Kühlkörper mit dem nächst
niedrigeren Wert.

Thermischer Widerstand

R

th s-a

RA ..10 .. ..

16

15

14

13

12

11

10

9

7

5

3

1

Last­strom [A]

Thermischer
Widerstand [K/W]

T

A

Verlust­leistung [W]

2,7 2,2 1,8 1,3 0,87 0,41 22

3,1 2,6 2,1 1,7 1,2 0,65 20

3,7 3,1 2,6 2 1,5 0,92 18

4,3 3,7 3,1 2,5 1,9 1,2 16

5 4,3 3,7 3 2,3 1,6 15

5,9 5,1 4,4 3,6 2,8 2,1 13

6,9 6 5,2 4,3 3,5 2,6 12

7,9 6,9 5,9 4,9 4 3 10

10,8 9,5 8,1 6,8 5,4 4,1 7

- 14,2 12,2 10,2 8,1 6,1 5

- - - - 14,6 10,9 3

------1

20 30 40 50 60 70

Umgebungstemperatur [°C]

RA ..50 .. ..

T

A

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

Verlust­leistung [W]

Thermischer
Widerstand [K/W]

Last­strom [A]

0,92 0,76 0,60 0,45 0,29 - 63

1,2 0,99 0,80 0,62 0,44 0,26 55

1,5 1,3 1,1 0,85 0,63 0,42 47

1,9 1,6 1,4 1,1 0,89 0,63 40

2,4 2,1 1,8 1,5 1,2 0,91 33

3 2,7 2,3 1,9 1,5 1,1 26

3,9 3,5 3 2,5 2 1,5 20

5,5 4,8 4,1 3,4 2,7 2,1 15

8,6 7,5 6,4 5,4 4,3 3,2 9

17,9 15,6 13,4 11,2 8,9 6,7 4

20 30 40 50 60 70

Umgebungstemperatur [°C]

Thermischer
Widerstand [K/W]

Last­strom [A]

Verlust­leistung [W]

RA ..90 .. ..

T

A

0,63 0,53 0,42 0,32 - - 97

0,81 0,69 0,57 0,45 0,33 - 84

1 0,89 0,75 0,61 0,47 0,33 71

1,3 1,2 1 0,83 0,66 0,49 59

1,7 1,5 1,3 1,1 0,85 0,64 47

2,2 1,9 1,7 1,4 1,1 0,83 36

3,1 2,7 2,3 1,9 1,5 1,2 26

4,8 4,2 3,6 3 2,4 1,8 17

10 8,8 7,5 6,3 5 3,8 8

20 30 40 50 60 70

Umgebungstemperatur [°C]

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Verlust­Leistung [W]

T

A

Last­strom [A]

Thermischer
Widerstand [K/W]

RA ..25 .. ..

2 1,7 1,4 1 0,71 0,40 32

2,5 2,1 1,8 1,4 1 0,66 27

3,1 2,7 2,3 1,9 1,4 1 23

4,0 3,5 3 2,5 2 1,4 20

4,9 4,3 3,7 3,1 2,5 1,9 16

6,2 5,4 4,6 3,9 3,1 2,3 13

8,1 7,1 6,1 5,1 4 3 10

11,3 9,9 8,5 7,1 5,6 4,2 7

- 15,6 13,3 11,1 8,9 6,7 5

- - - - 18,7 14 2

20 30 40 50 60 70

Umgebungstemperatur. [°C]

25

22,5

20

17,5

15

12,5

10

7,5

5

2,5

(Laststrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur)

Technische Änderungen vorbehalten (28.02.2007) 5

Anwendungen

RA 24.. .. 06, RA 44.. .. 08, RA 48.. .. 12

t

ein

t

aus

Aus

Ein

I

eff

=

I

ein

2

x t

ein

t

ein

+ t

aus

Beispiel: RA 24 50 -D 06:
Laststrom = 45 A
t

ein

= 30 s

t

aus

= 15 s

I

eff

=

45

2

x 30

30 + 15

Der Effektivwert des Stromes
beträgt 36,7 A.

Wärmefluss

Kühlkörper­temperatur

R

th

j-c Rthc-s R

th

s-a

Sperrschicht­temperatur

Gehäuse­temperatur

Umgebungs­temperatur

R

th

c-s = Gehäuse zum

Kühlkörper

R

th

s-a = Kühlkörper zur

Umgebung

Thermischer Widerstand:
R

th

j-c = Sperrschicht zum

Gehäuse

Dieses Halbleiterrelais ist zum
Schalten von großen Lastströ­men geeignet. Bei hoher Dau­erstrombelastung muss ein
geeigneter Kühlkörper ver­wendet werden. Zwischen
den Anschlüssen des Halblei­terrelais und der Zuleitung
muss eine gute elektrische
Verbindung gewährleistet sein,
um eine Wärmeentwicklung
an den Anschlüssen zu ver­meiden. (Max. Drehmoment
beachten.) Es wird der Einsatz
von Ringkabelschuhen emp­fohlen.

Thermische Merkmale

Der thermische Aufbau
Halbleiterrelais spielt bei
hohen Lastströmen eine wich­tige Rolle. Der Anwender
muss daher sicherstellen,
dass eine ausreichende Küh­lung gewährleistet ist, und
dass die max. zulässige
Sperrschichttemperatur des
Halbleiters nicht überschritten
wird. Wird der Kühlkörper in
einem kleinen Gehäuse,
Bedienpult oder Ähnlichem
eingebaut, kann die Umge­bungstemperatur auf Grund
der Verlustleistung des
Halbleiterrelais ansteigen. Der
Temperaturanstieg dieser
Umgebungstemperatur ist bei
der Berechnung und Dimen­sionierung zu berücksichti-

gen.

Direktbonding

Beim Direktbonding wird die,
für die Stromführung not­wendige, Kupferschicht des
Ausgangshalbleiters (Thyri­stor) direkt mit dem, für die
Isolation notwendigen, Kera­miksubstrat verbunden. Durch
diese Verbindungstechnik kann
der Silizium-Chip direkt ohne
Zwischenschichten, wie z.B.
Molybdän, auf das Kupfer
aufgelötet werden.
Thermisch verursachte me­chanischen Spannungen zwi­schen Kupferschicht und dem
Silizium-Chip treten nicht
mehr auf.

Das Halbleiterrelais ist damit
besonders für Anwendungen
mit hohem Lastwechsel ge­eignet, und erreicht eine 5 mal
längere Lebensdauer wie dies
mit einem konventionellen

Aufbau möglich ist.

Verlustleistung

Zur Bestimmung der Verlust­leistung ist folgende Gleichung
zu verwenden, mit der der
Effektivwert des Stromes be­rechnet werden kann: