رله ی حالت جامد اس اس آر SOLID STATE RELAY

رله ی حالت جامد اس اس آر SOLID STATE RELAY
۱۰ بهمن

رله حالت جامد (SSR) یک المان سوئیچینگ الکترونیکی است که در آن با یک سیگنال کنترلی می توان جریان یا ولتاژ بزرگتر را کنترل کرد. عملکرد SSR شبیه رله های الکترومکانیکی می باشد با این تفاوت که در این المان هیچ قسمت متحرکی وجود نداشته و نسبت به آن دارای ابعاد کوچکتری می باشد.
عدم وجود قسمت متحرک در SSR موجب افزایش عمر قطعه شده و در مداراتی که تعداد دفعات کلید زدن زیاد می‌باشند کاربرد دارد. به تعبیری دیگر این رله کلیدی الکترونیکی است که متشکل از عناصر نیمه‌هادی قدرت مانند ترانزیستور، تریستور یا ترایاک می‌باشد. رله‌های الکترومکانیکی، دو بخش بوبین(مدار فرمان) و کنتاکت (مدار قدرت) دارند، در رله‌های حالت جامد (SSR) نیز همین دو بخش وجود دارد که معمولاً توسط یک اپتوکوپلر (ایزوله نوری) از یکدیگر ایزوله شده‌اند. در رله‌های حالت جامد، به جای استفاده از نیروی الکترومکانیکی، از نیمه‌هادی‌ها برای سوئیچ بار استفاده می‌شود.
ورودی رله‌های حالت جامد اغلب DC می‌باشد ولی خروجی آن‌ها مانند رله‌های الکترومکانیکی می‌تواند AC یا DC باشداین رله در انواع مدل های AC و DC وجود دارند که در مدل های AC هم برای برق سه فاز و هم برق تک فاز این رله ها موجود است منهتی باید به اطلاعات نوشته شده روی رله توجه شود تا حدود ولتاژ و جریان مجاز آن رعایت شود. چنانچه بخواهیم در بارهای DC از SSR استفاده کنیم در ساختمان داخلی از ماسفت هایی به صورت موازی با یکدیگر استفاده می شود تا میزان جریان قابل تحمل SSR نیز افزایش یابد .

سه پارامتر جهت انتخاب یک SSR باید لحاظ گردد که در ذیل به آنها اشاره می گردد :

  1. محدوده و نوع ولتاژ کنترلی جهت قطع و وصل SSR که دو حالت DC control input و AC control input می باشد.
  2. ولتاژی که به دو سر خروجی وصل می گردد ( به دو سر سوئیچ) که این ولتاژ نیز دو حالت DC یا AC می باشد.
  3. جریان حداکثر قابل عبور از سوئیچ الکترونیکی در خروجی.

انواع رله حالت جامد یا SSR از نظر نوع کلید زنی به چهار دسته زیر تقسیم بندی می شوند:

  1. کلید زنی در صفر یا Zero Crossing Switching
  • قابل استفاده برای بارهای مقاومتی، خازنی و سلفی.
  • در هنگام تحریک، زمانی که سطح ولتاژ از صفر عبور می کند روشن یا خاموش می شود.
  • مزیت وصل در عبور از صفر این است که وقتی بار به رله متصل میشود از ایجاد نویز جلوگیری کرده و همچنین مانع آسیب رسیدن به رله و بار می شود.
  1. لحظه ای روشن یا Instant-On
  • قابل استفاده برای بارهای سلفی. (از این رله می توان برای کنترل فاز استفاده نمود.)
  • همانطور که از اسم این رله مشخص است، به محض تحریک قسمت کنترل، روشن می شود و به محض قطع تحریک خاموش می شود.
  1. کلید زنی در پیک یا Peak Switching
  • قابل استفاده برای بارهای سلفی با هسته آهنی.
  • خروجی این نوع SSR هنگام تحریک مدار کنترل، در زمانی که دامنه ولتاژ در بالاترین حد قرار بگیرد شروع به هدایت می کند.
  1. کلید زنی آنالوگ یا Analog Switching
  • قابل استفاده برای بارهای مقاومتی، خازنی و سلفی. (از این رله می توان برای کنترل فاز استفاده نمود)
  • یکی از موارد استفاده گسترده این نوع رله در سافت استارترها و انواع کنترل کننده های سرعت موتور می باشد. ازموارد استفاده دیگر می توان به کنترل دمای کوره ها اشاره نمود. در حقیقت پرکاربرد ترین نوع SSR ها همین نوع آنالوگ می باشد.

انواع دیگری SSR ها نیز ساخته شده اند که برخی از آنها عبارتند از :

  • کلید زنی جربان مستقیم یا DC Switching SSR
  • SSR با نویز کم یا Low Noise SSR
  • سیستم مانیتورینگ یا System Monitoring SSR
  • چرخه کامل یا Full Cycle SSR

SSR ها از نظر نوع تحریک سه دسته زیر را شامل می گردند :

  • تحریک نوری یا Photo Coupled SSR
  • تحریک ترانسفورمری یاTransformer-Coupled SSR
  • تحریک ترکیبی یا Hybrid SSR

از مهمترین مزایای SSR به می توان موارد زیر اشاره نمود :

  • طول عمر نسبتا طولانی (حدودا ۵۰ برابر رله های مکانیکی)
  • ابعاد بسیار کوچکتر و سبکتر در توان مشابه با رله های مکانیکی
  • نیاز به جریان بسیار کم برای راه اندازی
  • امنیت بالا در مکان¬های قابل اشتعال (به دلیل عدم تولید جرقه در هنگام کلید زنی)
  • عملکرد رله الکترونیکیSSR بدون صدا می باشد.
  • در قسمت کنترل، جریان القایی ایجاد نمی کند.
  • رله SSR، در برابر ضربه و لرزش مقاومتر می باشد.
  • این رله ی الکترونیکی مناسب برای مکان های قابل انفجار است.
  • زمان پاسخگویی رله های الکترونیکیSSR بسیار سریعتر از رله های الکترو مکانیکی و کنتاکتورها بوده و زمان سویچینگ آنها، در حد میکروثانیه یا میلی ثانیه است.

پارامترهایی که در زمان انتخاب SSR در نظر گرفت به شرح ذیل می باشد :

  • محدوده و نوع ولتاژ کنترلی جهت قطع و وصل SSR که دو حالت DC control input و AC control input می باشد.
  • ولتاژی که به دو سر خروجی وصل می گردد (به دو سر سوئیچ) که این ولتاژ نیز می تواند DC یا AC می باشد.
  • حداکثر جریان قابل عبور از سوئیچ الکترونیکی در خروجی.
  • تک فاز یا سه فاز بودن SSR

انواع معمول رله های حالت جامد :

  • ON/OFF
  • Voltage Regulator
  • Motor Reverse
  • Rail PCB

کاربردهای SSR :

  • تقریباً در هر مداری که نیاز به سرعت کلید زنی بالا دارد می توان ازSSR استفاده نمود.
  • برای مثال می توان کنترل دور موتور، سافت استارتر، هیتر و مواردی از این قبیل را نام برد.
  • استفاده ازSSR به عنوان کنتاکت های یک کنتاکتور الکترونیکی.
  • کنترل حرارت با خروجی پالس کنترلPID
  • کنترل جهت حرکت یک موتورDC به کمک چهار SSR بسته شده به صورت پل ( H-Bridge)
  • هیترها
  • مدارات روشنایی و تنظیم نور

نکات مهم در سیم بندی رله SSR :

  • برای سیم‌بندی رله‌های حالت جامد این نکات را در نظر داشته باشید:
  • در هنگام سیم‌بندی دقت نمایید که حداکثر از ۵۰% توان نامی SSR برای راه‌اندازی بارهای سلفی و ۷۰% توان نامی برای راه‌اندازی بارهای غیر سلفی استفاده نمایید.
  • به خاطر داشته باشید که رله‌ SSR در لحظه خاموش بودن نیز مقداری جریان از خود عبور می‌دهند، مطمئن شوید که این جریان نشتی باعث عملکرد لحظه‌ای دیگر تجهیزات نشود.
  • در صورت DC بودن مدار فرمان یا قدرت ممکن است قطب‌بندی مهم باشد. قطب‌بندی اشتباه می‌تواند باعث عدم عملکرد صحیح و یا آسیب به SSR شود.
  • برای تعمیرات و یا تعویض تجهیزات باید مدار قدرت رله‌ها کاملاً بی‌برق شود. هرگز به قطع مدار فرمان بسنده نکنید و از بریکر یا کلید با تعداد پل‌های کافی و قبل از SSR استفاده نمایید.
  • رله‌ SSR با خروجی ۵ آمپر به بالا، نیاز به هیت‌سینک دارند. رله را بدون هیت‌سینک با سایز مناسب، روی سطوح پلاستیکی، چوبی و … نصب نکنید.
  • از تجهیزات مناسب مانند سر سیم، سیم قلع اندود، وایرشو و… در سیم‌بندی SSR استفاده کنید.
  • از سیستم زمین مناسب و بدون نویز در تابلوهای برق استفاده کنید. این کار باعث افزایش ایمنی، کاهش عملکردهای اتفاقی، کاهش برق‌گرفتگی و … می‌شود.
  • رله‌های حالت جامد باید با نصب سیستم‌های مناسب در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه محافظت شوند. حتماً از فیوز یا بریکر مناسب استفاده نمایید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

ایمیل جهت همکاری Aliqasemi