Hybridrelais

Ein Hybridrelais besteht aus zwei verschiedenen Schaltern mit unterschiedlichen Eigenschaften. Es besteht aus einem Halbleiterrelais und einem elektromechanischen Relais, die in einem Gehäuse zusammen untergebracht sind. Es hat einen gemeinsamen Ansteuereingang für beide Schaltorgane, der diese über eine interne Logik entsprechend der Aufgabe verzögert ansteuert.

Aufbau

Das Schaltorgan in einem Hybridrelais beinhaltet einen Halbleiterschalter, was zum Beispiel ein Halbleiterrelais sein kann, und einen elektromechanischen Kontakt, welche beide in Reihe geschaltet sind. Beim Einschalten des Hybridrelais schließt zuerst der elektromagnetisch betätigte Reihen-Kontakt. Dann wird der Halbleiterschalter leitend und übernimmt damit die Schaltarbeit, was in der Regel verschleißfrei und ohne Funken geschieht, weil der elektromechanisch betätigte Reihen-Kontakt schon zuvor ohne Stromfluss geschlossen wurde. Bei einer weiteren Form eines Hybridrelais schließt nach einer kurzen Verzögerungszeit von einigen Millisekunden dann ein weiterer elektromechanisch betätigte Kontakt und überbrückt den Halbleiterschalter. Man spricht dann von einem überbrückten Hybridrelais. Siehe IEC60947-4-3. Die Überbrückung vermeidet einerseits Verlustwärme, die ansonsten am Halbleiterschalter entstehen würde, und schützt andererseits den mechanischen Überbrückungs-Kontakt vor Verschleiß durch Schaltfunken, die auch beim Schließen eines elektromechanisch betätigten Schalters und nicht nur bei seinem Öffnen entstehen. Beim Ausschalten des Hybridrelais öffnet zuerst der mechanische Überbrückungs-Kontakt, worauf sofort der Halbleiterschalter den Strom übernimmt, der zuvor nur über den mechanischen Überbrückungs-Schalter geflossen ist; nach einer geringen Verzögerung sperrt auch der Halbleiterschalter, meistens im Nulldurchgang des Stromes (bei Wechselstrom), was insgesamt zu einem funkenfreien Schalten des Hybridrelais führt. Anschließend öffnet der Reihenkontakt und unterbricht den Stromkreis vollständig. Die Vorteile der einzelnen Schalter sind so in einem Relais vereint. Die Lebensdauer der mechanischen Kontakte wird damit auf das über Hundertfache verlängert und erreicht damit eine Lebensdauer von mehreren Millionen Schaltzyklen unter Vollast. Es gibt auch die Form eines überbrückten Halbleiterrelais oder Halbleiterschalters der keinen elektromagnetisch betätigten Reihenkontakt, sondern nur einen Überbrückungskontakt besitzt.

Anwendung

Wo verschleißfrei, aber nicht zu schnell hintereinander geschaltet werden soll. Wo beim Schalten keine Störung gemäß der EMV-Richtlinie entstehen sollen. Wo es auf eine lange Gebrauchsdauer ankommt. Wo ein Halbleiterrelais wegen Platzgründen keinen Kühlkörper haben kann oder wo die Verlustwärme eines Halbleiterelais nicht abgeführt werden kann. Es gibt am Markt mehrere Hersteller von Hybridrelais.