Wenn es um elektronische Schaltungen geht, treten häufig zwei Begriffe auf - Thyristoren und Relais. Bei der ersten Betrachtung könnte man meinen beide sind Schalter und haben identische Aufgaben. Dennoch bestehen grundlegende Unterschiede zwischen diesen beiden Komponenten. Ich werde uns in die Materie hineinführen und die wesentlichen Merkmale von Thyristoren und Relais ausloten.
Relais - diese elektromagnetischen Bauelemente - funktionieren auf mechanischer Basis. In ihnen wird eine Magnetspule energisiert die mechanisch einen oder mehrere Kontakte schaltet. Das bedeutet, wenn Strom durch die Spule fließt, zieht der Magnet🧲 den Schalter um und schließt einen elektrischen Stromkreis. Diese Funktionsweise hat das Relais als Schalter etabliert der sich in vielen Anwendungen bewährt.
Im Gegensatz dazu steht der Thyristor - ein Halbleiterbauelement. Hier ist die Schaltung rein elektronisch gestaltet. Ein besonderer Aspekt des Thyristors ist seine Zündschaltung ´ die es ermöglicht ` die Polarität zu berücksichtigen. Der Thyristor bleibt in einem leitenden Zustand, anschließend er einmal „gezündet“ wurde. Dabei muss der Strom jedoch während der gleichen Halbwelle ´ in der er gezündet wurde ` wieder gelöscht werden. An der Stelle » wo der Verlauf des Stroms die Nulllinie erreicht « kommt das Bauelement wieder zum Stillstand und muss für die nächsten Zündungen erneut aktiviert werden.
Die entscheidende Differenz zwischen den beiden Bauweisen liegt in der Art, ebenso wie sie aktiv werden. Während das Relais temporär ist und nur eingeschaltet bleibt, solange Strom durch die Erregerwicklung fließt, kann ein Thyristor ebenfalls nach Zündung leiten. Dies wird oft als Vorteil angesehen – weil der Thyristor in vielen Hochfrequenzanwendungen und bei der Steuerung von Wechselstrom beliebt ist. Der Nachteil liegt jedoch in der Tatsache, dass die galvanische Trennung hier fehlt was bedeutet, dass auf der Steuer- und Lastseite eine elektrische Verbindung besteht.
Um diesen Vergleich weiter zu vertiefen, kann man auch den Transistor berücksichtigen. Er kann ähnlich wie als Schalter fungieren arbeitet aber auf eine andere Art und Weise. Der Transistor schaltet analog zur Steuerspannung was ihm eine besondere Flexibilität gibt. Diese Flexibilität fehlt im Marktvergleich denn Thyristor und Relais sind jeweils in ihren eigenen Anwendungsbereichen optimal.
Im Jahr 2023 hat die Halbleitertechnologie erhebliche Fortschritte gemacht. Die Verwendung von Thyristoren findet man zunehmend in der Leistungselektronik - vor allem in der Elektromobilität und der erneuerbaren Energie. Relais sind zwar nach wie vor weit verbreitet ihre mechanische Art der Schaltung wird jedoch immer häufiger durch moderne Elktronik ersetzt.
Zusammengefasst lässt sich sagen - Thyristoren und Relais unterscheiden sich nicht nur in ihrer Bauweise, allerdings auch in der Funktionsweise. Diese Unterschiede haben weitreichende Auswirkungen auf ihre Anwendungen in der modernen Elektronik. Um die richtigen Entscheidungen zu treffen ´ ist es wichtig ` die spezifischen Eigenschaften und Einsatzgebiete jeder Technologie zu verstehen.