رله حالت جامد چیست؟

رله حالت جامد رله ای با اجزای حالت جامد (مانند دستگاه های نیمه هادی) به عنوان اجزای کلیدی است. در مقایسه با رله های مکانیکی سنتی، رله های حالت جامد تفاوت ها و مزایای زیادی دارند. در ادامه به تفصیل تعریف، اصل کار، ساختار، مزایا و زمینه‌های کاربرد رله‌های حالت جامد می‌پردازیم.

1. تعریف رله حالت جامد:

رله حالت جامد (مخفف کلمه sr)، کل ترکیب رله حالت جامد از اجزای الکترونیکی حالت جامد تشکیل شده است، نوع جدیدی از دستگاه سوئیچینگ بدون لمس در بالای لوازم الکتریکی صنعتی است. سوئیچ تماسی چیست، در واقع، استفاده از اجزای الکترونیکی (مانند سوئیچینگ تریود، کنترل سیلیکون دو طرفه و سایر دستگاه های نیمه هادی) ویژگی های سوئیچ است، می تواند به هدف بدون جرقه برای لمس و خاموش کردن مدار دست یابد، بنابراین همچنین به عنوان "سوئیچ تماس" شناخته می شود. رله حالت جامد یک دستگاه فعال چهار ترمینالی است که در آن دو پایانه انتهای کنترل ورودی و دو سر دیگر انتهای کنترل خروجی هستند. هم اثر درایو تقویت و هم اثر جداسازی دارد

2. اصل کار رله حالت جامد:

رله حالت جامد یک کلید بدون لمس است. اصل کار آن بر اساس ویژگی های رسانایی دستگاه نیمه هادی است. این شامل یک مدار کنترل و یک حلقه بار است. هنگامی که سیگنال کنترل به مدار کنترل اعمال می شود، زمانی که رله به طور معمول کار می کند، مدل کنترل از عنصر نیمه هادی در مدار کنترل عبور می کند و سپس جریان می تواند از مدار بار عبور کند تا عملکرد سوئیچ را درک کند. در واقع با تغییر اندازه ولتاژ کنترل ورودی می توان وضعیت کلید را کنترل کرد.

3. ساختار رله حالت جامد:

ورودی:

با توجه به دسته های مختلف ولتاژ ورودی، مدار ورودی را می توان به مدار ورودی DC، مدار ورودی AC و مدار ورودی AC / DC تقسیم کرد. برخی از مدارهای کنترل ورودی نیز با TTL / CMOS، سازگار، کنترل منطقی مثبت و منفی و توابع معکوس دارند، به راحتی با مدارهای منطقی TTL، MOS قابل اتصال هستند.

برای سیگنال کنترل با یک ولتاژ کنترل ثابت، مدار ورودی مقاومت اتخاذ شده است. جریان کنترل در بیش از 5 میلی آمپر تضمین شده است. برای سیگنال کنترل با دامنه تغییرات زیاد (مانند 3 تا 32 ولت)، مدار جریان ثابت استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که جریان به طور قابل اعتماد در بیش از 5 میلی آمپر در کل محدوده تغییرات ولتاژ کار می کند.

جفت جداسازی

جداسازی و کوپلینگ مدار ورودی و خروجی رله حالت جامد شامل کوپلینگ فوتوالکتریک و کوپلینگ ترانسفورماتور است: کوپلینگ فوتوالکتریک معمولاً از فوتودیود-فتوتریود، سیلیکون کنترل‌شده نور دوطرفه فوتودیود، سلول فتوولتائیک، کنترل جداسازی بین سمت کنترل و سمت بار استفاده می‌کند. کوپلینگ ترانسفورماتور فرکانس بالا از سیگنال فرکانس بالا کوپل شده به ثانویه، اصلاح شده توسط بررسی موج و مدار منطقی برای تشکیل سیگنال درایو استفاده می کند.

مدار خروجی

کلید برق SSR مستقیماً به منبع تغذیه و انتهای بار متصل می شود و روشن و خاموش شدن منبع تغذیه بار را متوجه می شود. عمدتاً از ترانزیستورهای کریستالی پرقدرت (لوله سوئیچ ترانزیستور)، یک طرفه (تریستور یا SCR)، دو طرفه (تریاک)، لوله اثر میدان قدرت (MOSFET)، ترانزیستور دوقطبی گیت عایق (IGBT) استفاده می کند. مدار خروجی رله حالت جامد را می توان به مدار خروجی DC، مدار خروجی AC و مدار خروجی AC / DC تقسیم کرد. با توجه به نوع بار، می توان آن را به رله حالت جامد DC و رله حالت جامد AC تقسیم کرد. برای خروجی DC می‌توان از دستگاه‌های دوقطبی یا لوله‌های جلوه‌های میدان قدرت و برای خروجی AC از دو SCR یا یک SCR دو طرفه استفاده کرد. رله حالت جامد ac را می توان به رله حالت جامد AC تک فاز و رله حالت جامد AC سه فاز تقسیم کرد. رله حالت جامد AC را می توان به رله حالت جامد AC تصادفی و رله حالت جامد AC بیش از صفر با توجه به زمان هدایت و خاموش شدن تقسیم کرد.

4. تفاوت ها و مزایا:

(1) سرعت: سرعت پاسخ یک رله حالت جامد سریعتر است، زیرا توسط دستگاه های نیمه هادی کنترل می شود و یک رله مکانیکی بدون اجزای مکانیکی است. بنابراین، سرعت سوئیچینگ رله حالت جامد می تواند به سطح میکروثانیه، بسیار بالاتر از سطح میلی ثانیه رله مکانیکی برسد.

(2) عمر: چون ساختار مکانیکی وجود ندارد، عمر رله حالت جامد طولانی تر است. قطعات مکانیکی رله های مکانیکی مستعد ساییدگی هستند و پس از استفاده طولانی مدت مستعد خرابی هستند، در حالی که رله های حالت جامد این مشکل را ندارند، بنابراین می توانند عمر طولانی تری داشته باشند.

(3) سکوت: رله مکانیکی در فرآیند سوئیچینگ صدای ضربه مکانیکی تولید می کند و رله حالت جامد هیچ حرکت مکانیکی ندارد، رله حالت جامد سوئیچ تماسی نیست، هیچ صدای ضربه رله مکانیکی وجود نخواهد داشت. این رله حالت جامد صدایی تولید نمی کند، بی صدا تر است.

(4) حجم: تفاوت بالاتر از حجم، در مقایسه با حجم رله مکانیکی، حجم رله حالت جامد کوچکتر خواهد بود، فضای کمتری را اشغال می کند. دارای ماهیت قابل حمل بزرگتر است. اندازه کوچک رله حالت جامد همچنین آن را قادر می سازد تا تراکم مدار بالاتری را در فضای محدود به دست آورد و در برخی مناطق با فضای محدود یا وزن بالا می توان آن را بهتر اعمال کرد.

(5) قابلیت اطمینان: رله حالت جامد تماس مکانیکی ندارد، سوئیچ تماسی نیست. رله های حالت جامد به دلیل سایش مکانیکی عملکرد خود را کاهش نمی دهند و نمی توانند پدیده قوس ایجاد کنند که به طور قابل توجهی عمر مفید آنها را افزایش می دهد. و سرعت سوئیچینگ رله حالت جامد بسیار سریع است که می تواند به زمان پاسخگویی چند میلی ثانیه تا چندین میکروثانیه برسد و به دلیل ویژگی های ذاتی قطعات الکترونیکی از قابلیت اطمینان بالا و عمر طولانی برخوردار است. ساختار رله حالت جامد کاملاً آب بندی شده است، با مقاومت ارتعاشی خوب و مقاومت در برابر ضربه مکانیکی مناسب است و برای کار در محیط های ضربه و لرزش بالا مناسب است. پوسته همچنین دارای خواص ضد رطوبت، کپک، جلوگیری از خوردگی خوب، مناسب برای انواع محیط های خشن است.

5. حوزه های کاربردی:

رله های حالت جامد به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شوند، از جمله:

(1) سیستم کنترل اتوماسیون صنعتی: سیستم کنترل اتوماسیون صنعتی نیاز به عملکرد سوئیچ با سرعت بالا و کارآمد دارد، رله حالت جامد می تواند این الزامات را برآورده کند و می تواند در برابر نویز محیط صنعتی، تداخل الکترومغناطیسی و سایر عوامل نامطلوب مقاومت کند.

(2) لوازم خانگی: رله های حالت جامد به طور گسترده در لوازم خانگی مانند کوره الکتریکی، اجاق مایکروویو، آبگرمکن برقی و غیره استفاده می شود. به دلیل قابلیت اطمینان و ویژگی های عمر طولانی، می تواند عمر مفید و کارایی کار را بهبود بخشد. لوازم خانگی

(3) تجهیزات پزشکی: تجهیزات پزشکی دارای الزامات بالایی برای دقت و قابلیت اطمینان هستند و رله های حالت جامد می توانند کنترل سوئیچ پایدارتر و دقیق تری را ارائه دهند، بنابراین به طور گسترده در تجهیزات پزشکی استفاده می شود.

(4) الکترونیک قدرت: کاربرد رله های حالت جامد در زمینه الکترونیک قدرت نیز به تدریج در حال افزایش است، مانند مبدل های فرکانس، اینورترها و شمع های شارژ.

در نتیجه، رله‌های حالت جامد، رله‌هایی هستند که از دستگاه‌های نیمه‌رسانا به عنوان اجزای اصلی استفاده می‌کنند، با مزایای سرعت بالا، عمر طولانی، بی‌صدا، اندازه کوچک و قابلیت اطمینان بالا. این به طور گسترده ای در اتوماسیون صنعتی، لوازم خانگی، تجهیزات پزشکی و الکترونیک قدرت استفاده می شود. این ویژگی ها رله های حالت جامد را جایگزین ایده آلی برای رله های مکانیکی می کند.

 

رله های حالت جامد توصیه شده

اندازه کوچک، عملکرد عالی

مشاهده بیشتر

طول عمر طولانی، زمان عملیاتی پایدار و گارانتی یک ساله ارائه شده است

مشاهده بیشتر

ضد آب و ضد ضربه. مناسب برای اکثر محیط ها، با عملکرد پایدار

مشاهده بیشتر