Elektromechanische Relais behaupten sich trotz steigenden Miniaturisierungsdrucks
Elektromechanik versus Elektronik
Relais müssen aufgrund der Kundenvorgaben aus der Industrie immer kompaktere Abmessungen erreichen und zugleich immer höhere Strompegel verkraften; und dies nicht nur während des Ein- und Ausschaltens, sondern dauerhaft. Funkenüberschläge würden das Bauteil schädigen, und mit Schutzgasen bzw. Vakuum lässt sich die Isolationsfestigkeit nur bedingt steigern. Halbleiterrelais als Alternative sind eine Option.
Das elektromechanische Relais (EMR, Bild 1), so wie es noch heute Verwendung findet, wurde 1835 erfunden von Joseph Henry, einem Professor für Mathematik an der Albany Academy im Staat New York. Für seinen Schreibtelegrafen verbesserte Samuel Morse das Relais soweit, dass es auch als Signalverstärker eingesetzt werden konnte. Das war die Basis für die Impulsübertragung über große Entfernungen.
Die schwachen Signale wurden auf der Signalstrecke verstärkt. In Anlehnung an die Relaisstationen der Post, wo die Pferde getauscht wurden, taufte man das neue Gerät Relais. Noch heute führt jedes zweite Landgasthaus in Frankreich das Relais im Namen, beispielsweise bei „Relais du Colmar“.
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Auch die Entwicklung der Rechenmaschine „Zuse Z3“ (Bild 2) von Konrad Zuse vor über 70 Jahren wäre ohne elektromechanische Relais kaum möglich gewesen. Der Sohn von Konrad Zuse, Professor Horst Zuse, wagte sich 2009 an den Nachbau der legendären „Zuse Z3“. Dabei kamen 2.500 Relais der Firma Finder für das Rechenwerk und den Speicher zum Einsatz. Während der Hannover-Messe 2011 präsentierte Professor Zuse auf dem Finder-Messestand, unter großem Interesse der Messebesucher, seine Rekonstruktion des ersten frei programmierbaren Computers der Welt.
Das Finder-Relaisprogramm unterliegt bei elektromechanischen Relais der anhaltenden Miniaturisierung bei gleichzeitiger Forderung der Anwender nach einem höheren Schaltvermögen. Hier sind die physikalischen Grenzen inzwischen erreicht.
Ein Beispiel hierfür sind die Relais bei Wechselrichtern im Bereich der Photovoltaik. Hier werden heute Leistungsrelais (Bild 3) mit einem Schaltvermögen von 35 bis 80 A eingesetzt. In der Automatisierungstechnik wiederum müssen Ströme unter 5 mA geschaltet werden. Die Lösung für diesen Anwendungsbereich sind Interface-Relais mit hart vergoldeten Kontakten, um eine hohe Kontaktzuverlässigkeit sicherzustellen. Die Montage der Relais erfolgt auf der Leiterplatte oder auf einer Hutschienen-Fassung.
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- Halbleiterrelais haben keine beweglichen Teile
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