در یک مدار سوئیچینگ دقیقاً کار رله الکترونیکی (SSR) چیست؟ باید گفت که رله الکترونیکی (SSR) از جمله مهم‌ترین دستگاه‌های الکترونیکی نیمه هادی در صنعت برق است که برای سوئیچینگ مدارهای AC و DC طراحی شده‌اند. رله SSR که به آن کنتاکتور یا رله حالت جامد گفته می‌شود، می‌تواند توسط یک مدار مجتمع و اجزاء الکترونیکی مانند ترانزیستورهای سوئیچینگ، ترانزیستورهای دو طرفه و سایر اجزاء نیمه هادی، خیلی سریع حالت بار روشن و خاموش را از طریق مدار الکترونیکی تغییر دهد.

علاوه بر این، سوئیچ‌های کنترل SSR به توان بسیار کمی نیاز دارند و می‌توانند از جریان‌های کنترل کم برای کنترل جریان‌هایی با بار زیاد استفاده نمایند. از طرفی، رله حالت جامد از فناوری ایزولاسیون الکترونیکی پیشرفته و قابل اعتماد بین پایانه‌های ورودی و خروجی استفاده می‌کند.

در حال حاضر امکان خرید رله الکترونیکی SSR با بهترین خدمات پس از فروش و گارانتی معتبر کالا در این مجموعه فراهم شده است. اگر به دنبال این هستید که امروزه هدف از تولید رله الکترونیکی (SSR) چیست؟ و چه کاربردی در صنعت دارد، بهتر است تا انتهای مقاله با ما همراه باشید تا به پاسخ این سؤال و همچنین به اطلاعاتی مفید از این فناوری ارزشمند دست یابید.

آشنایی با رله اس اس آر

تعریف دقیق‌تر رله الکترونیکی (SSR) چیست؟ رله‌های اس اس آر در واقع نمونه پیشرفته‌تری از کنتاکتور است و در سیستم اتوماسیون‌های صنعتی مانند PLC نقش قابل توجهی دارند. همچنین، باید در نظر داشت که این وسیله ابزاری برای قطع و وصل جریان برق تا اطمینان حاصل نمودن از پایداری مدار طراحی شده است.

کاربرد و نحوه عملکرد رله SSR چگونه است؟

رله حالت جامد از مدارهای الکترونیکی برای انتقال سیگنال استفاده می‌کند. SSR ها از نیمه هادی‌ها و قطعات الکترونیکی تشکیل شده‌اند و سیگنال‌ها، جریان‌ها یا ولتاژها را به صورت الکترونیکی با عملکرد روشن یا خاموش در مدار حرکت می‌دهد.

در بررسی دقیق‌تر از نحوه عملکرد رله الکترونیکی (SSR) نشان می‌دهد که این رله در واقع مانند یک تایمر عمل می‌کند، به این صورت که از نیمه هادی‌های نوری معروف به فوتوکوپلر (Photocoupler) برای تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری استفاده می‌گردد. همچنین، یک SSR را می‌توان برای تغییر بارهای DC یا AC طراحی کرد.

مهم‌ترین کاربرد رله SSR در زمینه سیستم‌های کنترل خودکار کامپیوتری است و از آن‌جایی که رله‌های حالت جامد به قدرت درایو بسیار کمی نیاز دارند و با منطق سازگار هستند، می‌توانند مستقیماً مدار خروجی را بدون نیاز به بافر دیجیتال میانی اضافی هدایت کنند.

ویژگی‌های سرنوشت ساز SSR

از ویژگی های رله SSR م توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نوع خروجی یک SSR براساس نوع دستگاه سوئیچینگ تعیین می‌شود.
• نیمه هادی مانند یک کلید برای رله عمل می‌کند که از نظر اندازه کوچک و فشرده و از نظر عمر، ماندگاری بالایی دارد.
• عملکرد سوئیچینگ بسیار سریع و دارای فرکانس کاری بالایی است.
• دارای حساسیت و قابلیت اطمینان بالایی است و می‌تواند مستقیماً بارهای جریان بزرگ را از طریق سیگنال‌های جریان پایین کنترل نماید.
• این وسیله بدون قطعات متحرک، بدون جرقه و سایش مکانیکی است و در برابر رطوبت، خوردگی، لرزش و شوک مکانیکی مقاوم است.

انواع رله‌های الکترونیکی اس اس آر

انواع مختلفی از رله الکترونیکی اس اس آر وجود دارد. رله‌ها را می‌توان بر اساس فرم ورودی/خروجی یا ویژگی سوئیچینگ آن‌ها طبقه بندی کرد. در زیر انواع رایج رله SSR بر مبنای مدار ورودی و خروجی آن (AC/DC) آورده شده است:

• رله DC-To-AC SSR: این رله در ورودی DC برای تغییر مدار بار AC کار می‌کند. کنترل ورودی رله SSR فقط روی ورودی DC است.
• رله AC-To-AC SSR: در این حالت رله SSR فقط زمانی کار می‌کند که ورودی و خروجی هر دو مدار AC باشد.
• رله DC-To-DC SSR: این رله می‌تواند بار DC با توان بالا را با استفاده از منبع DC کم توان سوئیچ کند.
• رله DC-To-AC/DC SSR: این نوع رله می‌تواند بار AC و DC را با استفاده از ترمینال‌های جداگانه تغییر دهد. در این حالت، رله SSR از ماسفت‌های (MOSFET) سری با ترمینال‌های منبع مشترک برای سوئیچ مدارهای AC و DC استفاده می‌کند.

رله‌های صفر گذر

رله حالت جامد گذر از صفر برای کنترل یک دستگاه AC به کار می‌رود؛ وقتی ولتاژ بار، نزدیک یا برابر با صفر است، روشن می‌شود. مانند هر SSR دیگری، SSR با عبور از صفر نیز هیچ تماس مکانیکی ندارد و کاملاً بر روی اجزاء نیمه هادی ساخته شده است.

در این حالت، عملیات رله سوئیچینگ صفر توسط مداری به نام مدار عبور صفر انجام می‌شود که عبور صفر را تشخیص داده و TRIAC را فعال می‌نماید.

رله‌های تصادفی (آنی)

در مورد کنترل آنی یا رله تصادفی، کلید برق به محض اعمال ولتاژ در زمان روشن شدن کمتر از 100 میکروثانیه، سوئیچینگ انجام می‌شود. این نوع کنترل به‌دلیل اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ برای تمام بارهای القایی بالا مناسب‌تر است.

مهم‌ترین تفاوت در عملکرد رله‌های صفر گذر و آنی چیست؟

همان‌طور که می‌دانید، SSR آنی یا روشن کننده تصادفی، بلافاصله پس از فعال شدن باز می‌شود، در حالی که SSR صفر گذر یا روشن کننده صفر تا زمانی که ولتاژ قبل از باز شدن از صفر عبور کند، منتظر می‌ماند. اگر بار شما القایی است، باید رله روشن شدن تصادفی را انتخاب کنید و اگر بار شما مقاومتی است باید رله صفر عبور را انتخاب نمایید.

پارامترهای اصلی رله حالت جامد

• ولتاژ و جریان ورودی فعال AC یا DC
• ولتاژ و جریان خروجی موردنیاز AC یا DC
• افت ولتاژ یا مقاومت مؤثر بر جریان خروجی
• مقاومت حرارتی
• پارامترهای حرارتی و الکتریکی

بررسی ساختار رله SSR

ساختار و نحوه عملکرد رله الکترونیکی (SSR) این گونه است که یک ورودی DC با ولتاژ معین در پایانه‌های ورودی کنترل اعمال می‌شود و در سر راه آن یک دیود قرار دارد که وظیفه‌اش محافظت مدار در برابر قطبیت معکوس DC است و جریان را هدایت می‌کند. هنگامی که اختلاف پتانسیل به دو سر LED از نوع اپتوکوپلر (Optocoupler) اعمال می‌شود، نور مادون قرمز ساطع می‌گردد.

به محض روشن شدن اپتوکوپلر، جریان AC خروجی، شروع به عبور از آن می‌کند. به نوبه خود، خروجی این اپتوکوپلر، TRIAC را فعال و اجازه می‌دهد تا جریان مدار بار AC انتقال یابد. این فرآیند در واقع نحوه کار و ساختار کلی رله‌های حالت جامد است.

سیگنال کنترل در SSR چیست؟

SSR ها شامل یک سنسور است که به ورودی مناسب (سیگنال کنترل) پاسخ می‌دهد، یک دستگاه سوئیچینگ الکترونیکی که برق را به مدار بار سوئیچ می‌کند و یک مکانیسم کوپلینگ که برای فعال کردن سیگنال کنترلی توسط کلید به کار می‌رود. همچنین رله‌های الکترونیکی ممکن است برای تغییر بارهای AC یا DC طراحی شوند.

رتبه ولتاژ در SSR چیست؟

در بسیاری از طرح‌های SSR، محدوده ولتاژ کنترل بسیار بیشتر از حداقل ولتاژ است. لازم به ذکر است در طرح‌هایی برای محدوده وسیع ولتاژ ورودی، SSR برای استفاده بیش از محدوده، در ولتاژهای کنترلی با نسبت 6 به 1 (مثلاً 3 ولت تا 32 ولت) رتبه بندی می‌شود.

تعریف ولتاژ عملیاتی در رله حالت جامد

ولتاژ عملیاتی رله‌های حالت جامد را می‌توان براساس جریان‌های ورودی AC یا DC، بسته به مدل و کاربردهایشان، طراحی کرد. ولتاژهای رایج برای ورودی DC شامل رله‌های حالت جامد 5 ولت، 12 ولت و 24 ولت DC است و برای ورودی AC ولتاژهای رله حالت جامد در حدود 120 ولت یا 240 ولت AC در نظر گرفته می‌شود.

تفاوت رله SSR و رله EMR

با توجه به ساختار، رله‌ها را می‌توان به رله‌های مکانیکی مانند رله الکترومکانیکی یا EMR و رله‌های غیر تماسی مانند رله حالت جامد یا SSR تقسیم کرد. در زیر مهم‌ترین تفاوت‌های این دو رله آورده شده است:

• رله SSR برخلاف رله الکترومکانیکی EMR از هیچ فشار و قطعه مکانیکی متحرکی در طول فرآیند استفاده نشده است.
• SSR سازگاری الکترومغناطیسی بهتری نسبت به EMR دارد.
• سرعت سوئیچینگ در SSR بسیار بیشتر از EMR است.
• SSRها دارای عمر طولانی‌تری نسبت به EMRها است.
• SSRها تداخل الکترومغناطیسی و سروصدای کمتری در حالت سوئیچ نسبت به EMR ها دارد.

ویژگی‌های رله SSR

• سازگار با AC و DC
• ضد لرزش، ضد شوک، ضد خوردگی و رطوبت
• دارای قیمت ارزان
• فشرده شده و سازگار با مدارهای دیجیتال
• ولتاژ باقیمانده کم و زمان پاسخ گویی سریع
• دارای عمر طولانی و بدون قطعات متحرک مکانیکی، آلودگی صدا و جریان نشتی

ویژگی‌های رله EMR

• با توجه به اندازه آن‌ها از قدرت بالایی برای انتقال سیگنال برخوردار است.
• دارای قدرت دی الکتریک تا 4000 VAC است.
• انتقال سیگنال توسط یک سیم پیچ مغناطیسی و با ایجاد حرکت مکانیکی بین کنتاکت‌های خود انجام می‌شود.
• رله الکترومکانیکی EMR اندازه کوچکی دارد و دارای کلاس F است.
• عایق خوبی برای حداکثر دمای کویل 155 درجه سانتیگراد است.
• اتصال آن ساده و قابل نصب در پنل است.
• در برابر ضربه و لرزش، مقاوم و برای کنترل موتور از قدرت مناسبی برخوردار است.

سیم بندی رله SSR چگونه است؟

در شکل زیر نحوه سیم بندی SSR از نوع AC است که از برق AC شهر به عنوان منبع تغذیه استفاده می‌کند. همان‌طور که مشاهده می‌کنید، در خروجی آن یک کلید وجود دارد که برای قطع یا وصل جریان برق طراحی شده است.

سخن آخر

تا اینجا متوجه شده اید که رله الکترونیکی (SSR) چیست؟ امروزه دو نوع رایج SSR، به صورت رله الکترونیکی تک‌فاز و رله الکترونیکی سه فاز از نوع AC و DC در بازار موجود است که هر کدام بسته به عملکردشان می‌تواند کاربردهای متفاوتی داشته باشد. هم اکنون می‌توانید برای گرفتن مشاوره و اطلاع از نحوه خرید رله الکترونیکی تک فاز و سه فاز با کارشناسان ما در ارتباط باشید. ساوا الکت بهترین خدمات پس از فروش و تضمین کیفیت و ارائه گارانتی معتبر محصولات جهت رضایت بیشتر مشتریان فراهم نموده است.

سوالات متداول

آیا برای محافظت از کنتور می‌توان از یک رله SSR و یک محافظ ولتاژ استفاده کرد؟

بله، اما باید به مقدار ولتاژ و جریان مجاز آن که روی دستگاه‌ها نوشته شده است، توجه نمود.

رله‌های صفر گذر و آنی چه تفاوتی با یکدگر دارند؟

رله SSR آنی  بعد از اعمال ولتاژ روشن می شود، اما رله SSR صفر گذر  زمانی که ولتاژ برابر یا نزدیک صفر است روشن می شود. زمانی که بار شما القایی است؛ حتما از رله SSR آنی استفاده کنید اما اگر بار شما مقاومتی است باید از رله های صفر گذر استفاده کنید.

آیا می‌توان رله اس اس آر که خروجی آن AC است را به DC متصل کرد؟

اگر خروجی اس اس آر AC باشد، می‌توان به آن خروجی DC متصل کرد ولی اگر خروجی DC باشد، نمی‌توان به آن خروجیAC داد.