vorläufiges Programm *

Dem Relais als Grundbauteil in der Elektrotechnik fällt eine wichtige Rolle zu: Das Schalten und Trennen von Schaltkreisen sowie die Isolation zwischen unterschiedlichen Stromkreisen. Hierfür ist es für die Anwendungsentwicklung notwendig, die wichtigsten Grundeigenschaften von Relais zu verstehen, um die richtigen Relais richtig in seine Anwendung zu integrieren. Diese werden unter Bezug der Interaktion von Relais mit der Anwendung vorgestellt und es wird auf typische Sachverhalte hingewiesen. Es wird Bezug genommen auf Themen wie: Wärme, Isolation, Umwelteinflüsse, Lebensdauer, elektrische Sicherheit, Brandschutz und Zuverlässigkeit - mit dem Ziel dem Anwender von Relais eine Basis zu schaffen, um die Eigenschaften von Relais im Kontext der eigenen Anwendung beurteilen zu können.

Dem Relais als Grundbauteil in der Elektrotechnik fällt eine wichtige Rolle zu: Das Schalten und Trennen von Schaltkreisen sowie die Isolation zwischen unterschiedlichen Stromkreisen. Hierfür ist es für die Anwendungsentwicklung notwendig, die wichtigsten Grundeigenschaften von Relais zu verstehen, um die richtigen Relais richtig in seine Anwendung zu integrieren. Diese werden unter Bezug der Interaktion von Relais mit der Anwendung vorgestellt und es wird auf typische Sachverhalte hingewiesen. Es wird Bezug genommen auf Themen wie: Wärme, Isolation, Umwelteinflüsse, Lebensdauer, elektrische Sicherheit, Brandschutz und Zuverlässigkeit - mit dem Ziel dem Anwender von Relais eine Basis zu schaffen, um die Eigenschaften von Relais im Kontext der eigenen Anwendung beurteilen zu können. 

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In diesem Vortrag betrachten wir verschiedene Aspekte von Halbleiterrelais, den inneren Aufbau und für welche Art von Anwendungen sie am besten geeignet sind. Zudem wird der Unterschied aufgezeigt von klassischen Solid State Relais (SSR) und Leistungshalbleitern auf MOSFET oder IGBT Basis. Danach werden die physikalischen Eigenschaften von Halbleiterrelais genauer betrachtet und die Unterschiede in der Anwendung zu elektromechanischen Standardrelais (EMR) herausgearbeitet. In einem Ausblick werden Hybridschaltungen mit Solid State Relais und mechanischen Relais für zukünftige DC Anwendungen diskutiert.

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Digitalisierung und Elektrifizierung sind Wegbereiter für die Transformation zu einer nachhaltigen und klimaneutralen Wirtschaft und Gesellschaft. Digitale Produktpässe können bei richtiger Ausgestaltung – dezentral und sektorspezifisch – zu einem verbesserten Informationsfluss über den gesamten Produkt-Lebenszyklus beitragen. Die Einführung eines solchen Digitalen Produktpasses, wie er aktuell unter dem Gesetzesentwurf für die EU-Ökodesign-Verordnung diskutiert wird, sollte so ausgestaltet werden, dass die Bedürfnisse der gesamten Produktregulierung EU-weit einheitlich adressiert werden.

Der ZVEI hat mit dem Konzept „DPP 4.0 – Der Digitale Produktpass für Industrie 4.0“ für industrielle Anwendungen (B2B-Bereich) einen dezentralen Lösungsansatz für einen digitalen Produktpass auf Basis sog. Teilmodelle der Verwaltungsschale (IEC 63278-1) entwickelt und die Anwendbarkeit im Rahmen eines Pilotprojektes zum digitalen Typenschild erfolgreich demonstriert.

MEMS (mikro-elektro-mechanisches System) -basierte Relais verbinden die Vorteile eines galvanisch getrennten mechanischen Relais mit der Größe und dem Stromverbrauch eines Transistors. Durch die mikromechanische Natur sind auch Mehrkanaler in verschiedenen Konfigurationen einfach zu realisieren. MEMS-Relais ermöglichen eine Miniaturisierung um Größenordnungen, haben einen geringen Stromverbrauch und schalten weit unter 100 μs. Daher stellen sie eine interessante Ergänzung und Alternative zu etablierten Relais-Technologien, wie elektromechanische Relais und Relais auf Halbleiter-Basis, dar. 

Prädestiniert sind MEMS-Relais für Anwendungen, bei denen die Baugröße eines Relais entscheidend ist und weiterhin eine galvanische Trennung benötigt wird, wie z.B. im ATE-Bereich. Hier kommt besonders ihre Skalierbarkeit durch mehrere Kanäle in einem Package zum Tragen. An Wichtigkeit zunehmen werden auch Anwendungen, die von einem geringen Stromverbrauch der eingesetzten Relais profitieren. Besonders interessant in diesem Zusammenhang ist die Zukunftsfähigkeit von MEMS-Relais durch digitale Schnittstellen und flexible Input-Möglichkeiten. 

Daher adressiert der Vortrag, nach einer Einführung in die MEMS-Technologie für Relais, mögliche Anwendungsfelder und die Vor- und Nachteile von MEMS-Relais im Vergleich zu alternativen Technologien.

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