رله SSR چیست؟

رله های حالت جامد ( SSR ) یکی از اجزای مهم در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی هستند که به دلیل ویژگی‌های خاص خود ، در بسیاری از کاربردها مورداستفاده قرار می‌گیرند.

این رله‌ها دستگاه‌هایی هستند که برای کنترل بارهای الکتریکی بدون استفاده از قطعات مکانیکی ، از تجهیزات الکترونیکی جهت کنترل جریان برق استفاده می‌کنند. برخلاف رله‌های سنتی که از کنتاکت‌های مکانیکی برای قطع و وصل کردن جریان استفاده می‌کنند، رله‌های SSR از نیمه‌هادی‌ها برای انجام این کار بهره می‌برند.

این ویژگی باعث می‌شود که رله‌های SSR دارای عمر طولانی‌تری باشند و به سرعت بیشتری عمل کنند. در ادامه به بررسی ساختار رله SSR ، نحوه کارکرد و انواع آن ، کاربردها ، مزایا و معایب ، نحوه اتصال و تست آن خواهیم پرداخت.

ساختار رله SSR

ساختار رله SSR شامل چندین بخش اصلی است که هر کدام نقش مهمی در عملکرد کلی رله دارند. این بخش‌ها عبارتند از:

• مدار ورودی: این بخش وظیفه دریافت سیگنال کنترلی را بر عهده دارد. معمولاً این سیگنال از یک میکروکنترلر یا یک سوئیچ دیگر می‌آید.
• مدار خروجی: این بخش به ترانزیستورها و دیگر اجزای قدرت متصل است که وظیفه کنترل بار را دارند. این مدار می‌تواند بارهای AC یا DC را کنترل کند.
• مدار ایزوله: برای جلوگیری از آسیب به مدار ورودی، یک ایزولاسیون بین مدار ورودی و خروجی وجود دارد. این ایزولاسیون معمولاً با استفاده از اپتوکوپلرها انجام می‌شود.
• مدار حفاظت: برای جلوگیری از آسیب به رله در برابر شرایط غیرعادی، مدارهای حفاظتی مانند فیوزها و دیودها در ساختار رله گنجانده شده‌اند.

عملکرد رله SSR

رله‌های SSR به طور کلی از یک مدار الکترونیکی تشکیل شده‌اند که شامل یک ترانزیستور ، دیود و یک مدار کنترل می‌باشد. هنگامی که سیگنال کنترلی به ورودی رله SSR اعمال می‌شود ، ترانزیستور فعال شده و جریان را از بار عبور می‌دهد. این نوع رله‌ها به دلیل عدم وجود قطعات متحرک ، سرعت بالایی در سوئیچینگ دارند و می‌توانند در شرایط سخت و محیط‌ های صنعتی به خوبی عمل کنند.

عملکرد ساختار داخلی رله SSR به این صورت است که وقتی سیگنال کنترلی به مدار ورودی می‌رسد، این سیگنال باعث فعال شدن ترانزیستورها در مدار خروجی می‌شود. با فعال شدن ترانزیستورها، جریان از طریق بار عبور کرده و آن را روشن می‌کند. به دلیل اینکه هیچ قطعه متحرکی در این فرآیند وجود ندارد، زمان پاسخ‌دهی رله بسیار سریع است و همچنین خطر خرابی مکانیکی کاهش می‌یابد.

انواع رله SSR

انواع گوناگونی از رله SSR وجود دارد. درادامه آن‌ها را براساس نوع ورودی و خروجی ، فُرم و سوئیچینگ موردبررسی قرارمی‌دهیم.

بر‌اساس نوع ورودی و خروجی

انواع رله SSR براساس ورودی و خروجی عبارتنداز:

• رله DC به AC

  هنگامی‌که بخواهیم با منبع ولتاژ DC در ورودی ، بار AC را در خروجی کنترل کنیم این رله را مورداستفاده قرارمی‌دهیم. ورودی این رله تنها با DC کارمی‌کند ، زیرا دیود ، جریان را تنها از یک‌سو عبور می‌دهد. ایزولاتور ، سیگنال نوری را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌نماید. این سیگنال به ترایاک ( قطعه الکترونیکی که جهت سوئیچینگ بکارمی‌رود) می‌رسد وترایاک مدار AC خروجی را کنترل ( on/off ) می‌کند.

• رله AC به AC

  این نوع رله SSR تنها زمانی کارمی‌کند که ورودی و خروجی آن هردو AC باشند ، یعنی بارِ ‌AC را با یک منبعِ AC ، کنترل می‌نماید. همانگونه که اطلاع دارید اپتوکوپلر با ولتاژ DC کار می‌کند ، بنابراین پیش از اپتوکوپلر یک یکسو‌ساز را مورداستفاده قرارمی‌دهیم تا سیگنال AC را به سیگنال DC تبدیل‌کند.

• رله DC به DC

  زمانی‌که لازم‌ است با منبع DC ، بار DC را کنترل‌ کنیم این رله را بکارمی‌بریم. ورودی DC را به ایزولاتور ( اپتوکوپلر ) اعمال می‌‌کنیم. ایزولاتور ماسفت را فعال نموده و درنهایت ماسفت بارِ DC را سوئیچ می‌کند.

• رله DC به AC/DC

  این نوع رله SSR می‌تواند بارِAC و DC را بااستفاده از ترمینال‌های جداگانه کنترل‌نماید. با اعمال یک منبع ‌DC به ورودی ، رله را فعال می‌کند. با فعال‌شدن رله ، LED نور را ساطع کرده ، آرایه فوتودیود به‌عنوان سنسورِ نور ، نور را دریافت و به سیگنالِ ولتاژ تبدیل می‌نمایند. بدین‌ترتیب می‌توان با این رله ، بار ‌DC یا بار AC را با مدارِورودی ‌‌DC کم‌توان سوئیچ کرد.

بر‌اساس سوئیچینگ

این رله‌ها به منظور کنترل مدارات AC در اپلیکشن‌های خاص مورداستفاده قرارمی‌گیرند.

• آنی ( Instant ON SSR Relay )

  با اعمالِ ولتاژِورودی ، رله به‌صورت آنی عمل‌کرده و مدارِبار ( مصرف‌کننده ) را روشن می‌سازد. یعنی خروجی بلافاصله پس‌ از روشن‌شدن رله عمل می‌کند. این رله جهت سوئیچ بار‌های‌القایی مورداستفاده قرار می‌گیرد.

  همانگونه که اطلاع دارید ولتاژ AC یک سیگنال سینوسی بوده و دامنه‌ی آن هرلحظه تغییر می‌یابد. پس از قطع سیگنال‌ورودی ، بارسیدن ولتاژ صفر به خروجی ، رله خاموش می‌شود.

• سوئیچینگ صفر ( Zero Switching SSR Relay )

  این نوع رله با اعمال یک‌ ولتاژِ ورودی روشن می‌شود ، ولی تا زمانی‌ که ولتاژِبار ( مصرف‌کننده متصل به خروجی رله ) به صفر نرسیده‌ است ، عمل نمی‌کند. بارسیدن ولتاژِبار به صفر بعدی ، یعنی پس‌ازاینکه سیگنالِ ورودی به رله اعمال‌ شد و به صفر رسید ، خروجی رله عمل نموده و مصرف‌کننده را روشن می‌سازد.
  زمانی‌که ولتاژ ورودی حذف شود و ولتاژِ بار به صفر ولت برسد ، همچون رله‌های SSR معمولی خاموش می‌گردد. این رله برای بارهایِ مقاومتی مورداستفاده قرارمی‌گیرد.

• سوئیچینگ پیک ( Peak Switching SSR Relay )

  این رله با رسیدن ولتاژِ ورودی روشن می‌شود ولی تا زمانی که ولتاژِبار به پیکِ ولتاژِورودی نرسد ، عمل نمی‌کند. یعنی هنگامی عمل می‌کند که ولتاژ AC خروجی ، به مقدارِ بیشینه ولتاژ ورودی برسد.

  تا زمانی‌که ولتاژِبار به صفر نرسد ، رله خاموش نمی‌شود. این رله در سوئیچینگ ترانسفورماتورها کاربرد دارد.

• سوئیچینگ آنالوگ ( Analog Switching SSR Relay )

  سوئیچینگ این رله به مقدارِورودی بستگی دارد. ولتاژِ خروجی رله SSR آنالوگ ، تابعِ ولتاژِ ورودی می‌باشد. به‌منظور درک بهتر ، رله 3 تا 32ولت DC را درنظر بگیرید ، 3 ولتِ ورودی معادلِ 0% و 32 ولتِ ورودی معادلِ 100% ( پیک ) ولتاژِخروجی می‌باشد. یعنی زمانی‌که سیگنال آنالوگِ 3 تا 32ولت را به ورودیِSSR می‌دهیم در خروجی به ازای 3 ولت ، رله قطع و درازای 32ولت ، رله به‌صورت کامل متصل می‌گردد.

  دربقیه مقدارها ( از 3 تا 32ولت ) باتوجه به سیگنال ، خروجی را سوئیچ می‌نماید. از این رله هنگامی استفاده می‌کنیم که لازم‌است از سیگنال آنالوگ‌ خروجی یک تجهیز ، تجهیز دیگری را کنترل‌نماییم. پس از حذف ولتاژِ ورودی ، بارسیدن ولتاژ خروجی به صفر بعدی ، رله خاموش می‌شود.

بر‌اساس فرم ( poles & throw )

رله‌های SSR باتوجه به قطب به سه فرم تقسیم می‌شوند:

• فرم A

  فرم A یک رله باعملکردی مشابه رله‌های ( SPST / Single Pole Single Throw ) با ترمینالِ باز ( NO/normally open ) می‌باشد. هنگامی که رله با دریافت سیگنال DC فعال می‌گردد ، ترمینال‌های خروجی به‌یکدیگر اتصال یافته و جریان عبورمی‌کند. این رله را می‌توان به منظور ورود تجهیز به مدار استفاده نمود.

• فرم B

  فرم B رله SSR ، دارای ترمینال‌ بارِبسته ( مشابه کنتاکت ‌ NC) بوده و مشابه رله SPST عمل می‌نماید. درنبودِ سیگنالِ‌کنترلی در ورودی ، ترمینال‌های بارخروجی متصل هستند و جریان عبورمی‌کند. با آمدن سیگنالِ ورودی ، ترمینال‌هایِ بار ، بازشده و عبورجریان را متوقف می‌سازد. این رله را جهت خارج‌نمودن تجهیز از مدار می‌توان مورداستفاده قرارداد.

• فرم C

  فرم C رله ، دارای عملکردی مشابه رله‌های SPDT یا Single Pole double Throw می‌باشد. ترمینال‌های بارِ آن عبارتند از ترمینالِ مشترک‌ ( Common ) ، ترمینالِ بسته ( NC ) و ترمینالِ باز ( NO ). هنگامی‌که رله فعال‌نیست ، ترمینالِ‌ مشترک با ترمینال NC راه می‌دهد و هنگامی که رله فعال می‌شود ، ترمینالِ مشترک به ترمینال NO اتصال می‌یابد.
  هرزمان که نیازبه کنترل دوتجهیز به‌صورت همزمان باشد ، می‌توانیم از این رله استفاده‌کنیم. بدین‌صورت که فعال‌شدن رله یک تجهیز را از مدار خارج و دیگری را وارد می‌کنیم.

کاربردهای رله SSR

رله‌های حالت جامد (SSR) یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی مدرن هستند. این رله‌ها به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از کاربردهای رایج آن‌ها عبارتند از:

• کنترل دما در کوره‌ها و سیستم‌های گرمایشی
• کنترل موتورها و پمپ‌ها
• سیستم‌های روشنایی و نورپردازی
• کنترل بارهای الکتریکی در صنایع خودروسازی
• سیستم‌های اتوماسیون صنعتی

1. کنترل دما

رله‌های SSR به طور گسترده‌ای در سیستم‌های کنترل دما مانند کوره‌ها و سیستم‌های گرمایشی استفاده می‌شوند. این رله‌ها می‌توانند به سرعت و با دقت دما را کنترل کنند و از این رو در فرآیندهای صنعتی بسیار مهم هستند.

2. کنترل موتور

در بسیاری از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، رله‌های SSR برای کنترل موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند. این رله‌ها می‌توانند به راحتی بارهای سنگین را کنترل کنند و از این رو در صنایع مختلف مانند تولید و ساخت و ساز کاربرد دارند.

3. سیستم‌های روشنایی

رله‌های SSR در سیستم‌های روشنایی نیز کاربرد دارند. این رله‌ها می‌توانند به صورت خودکار روشنایی را کنترل کنند و از این رو در ساختمان‌های هوشمند و سیستم‌های روشنایی مدرن بسیار مفید هستند.

4. تجهیزات پزشکی

در تجهیزات پزشکی، دقت و ایمنی بسیار مهم است. رله‌های SSR به دلیل دقت بالا و عدم تولید نویز، در این تجهیزات به کار می‌روند و می‌توانند عملکرد بهتری را ارائه دهند.

نحوه اتصال رله SSR

اتصال رله SSR به سیستم‌های الکتریکی نیاز به دقت و توجه دارد. برای اتصال این رله‌ها، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. ابتدا اطمینان حاصل کنید که منبع تغذیه خاموش است.
2. رله SSR را در محل مناسب نصب کنید و مطمئن شوید که آن را به درستی به زمین متصل کرده‌اید.
3. سیم‌های ورودی و خروجی رله را به ترتیب به بار و منبع تغذیه متصل کنید.
4. سیگنال کنترلی را به ورودی رله متصل کنید.
5. پس از اطمینان از اتصالات، منبع تغذیه را روشن کنید و عملکرد رله را بررسی کنید.

مزایای استفاده از رله‌های SSR

رله‌های SSR دارای مزایای زیادی هستند که آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای بسیاری از کاربردها تبدیل می‌کند:

• سرعت بالای سوئیچینگ : رله‌های SSR به دلیل عدم وجود قطعات متحرک ، می‌توانند در زمان بسیار کمتری نسبت به رله‌های مکانیکی عمل کنند.
• عمر طولانی و نیاز به نگهداری کم : به دلیل عدم سایش و پارگی قطعات مکانیکی، رله‌های SSR معمولاً عمر طولانی‌تری دارند.
• مقاومت در برابر لرزش و شوک : رله‌های SSR به دلیل ساختار جامد خود، در برابر لرزش و شوک‌های مکانیکی مقاوم‌تر هستند.
• عملکرد بی صدا و کاهش نویز : این رله‌ها به دلیل عدم وجود کنتاکت‌های مکانیکی ، نویز کمتری تولید می‌کنند.

معایب رله SSR

با وجود مزایای فراوان رله‌های SSR ، این رله‌ها نیز معایبی دارند که باید در نظر گرفته شوند:

• قیمت بالاتر نسبت به رله‌های مکانیکی
• حساسیت به دما و شرایط محیطی
• عدم توانایی در قطع و وصل بارهای بزرگ به صورت ناگهانی

نحوه تست رله SSR

برای اطمینان از عملکرد صحیح رله SSR ، تست آن ضروری است. مراحل زیر برای تست رله SSR پیشنهاد می‌شود:

1. ابتدا رله را از مدار خارج کنید.
2. با استفاده از مولتی‌متر، مقاومت بین پایانه‌های ورودی و خروجی را اندازه‌گیری کنید. در حالت خاموش باید مقاومت بی‌نهایت باشد.
3. سیگنال کنترلی را به ورودی رله اعمال کنید و دوباره مقاومت را اندازه‌گیری کنید. در این حالت باید مقاومت کم باشد.
4. در نهایت ، رله را به مدار برگردانید و عملکرد آن را در شرایط واقعی بررسی کنید.

رله سه فاز SSR

رله‌های سه فاز SSR برای کنترل بارهای سه فاز طراحی شده‌اند و می‌توانند به طور همزمان سه فاز را کنترل کنند. این نوع رله‌ها معمولاً در سیستم‌های صنعتی و اتوماسیون استفاده می‌شوند و می‌توانند به راحتی بارهای بزرگ را کنترل کنند. استفاده از رله‌های سه فاز SSR به دلیل کارایی بالا و کاهش هزینه‌های نگهداری ، در صنایع مختلف رو به افزایش است.

نتیجه‌گیری

له‌های حالت جامد (SSR) به عنوان یک تکنولوژی پیشرفته در کنترل بارهای الکتریکی، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارند. با توجه به مزایای فراوانی که این رله‌ها ارائه می‌دهند، می‌توانند به عنوان یک گزینه مناسب برای جایگزینی رله‌های مکانیکی در بسیاری از سیستم‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

با توجه به نحوه اتصال و تست رله SSR، می‌توان از عملکرد بهینه آن‌ها در سیستم‌های مختلف اطمینان حاصل نمود. در نهایت، رله‌های سه فاز SSR به عنوان یک ابزار قدرتمند در صنایع بزرگ و اتوماسیون شناخته می‌شوند و می‌توانند به بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها کمک کنند.

لازم به ذکراست که از بهترین برندهای رله SSR برند ENERVY ، CRYDOM ، CELDUK ، FOTEK و رله SSR برند CNTD می‌باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر و همچنین برای دریافت لیست دقیق قیمت محصولات با مشاورین مجرب ما تماس حاصل فرمایید .

تلفن ثابت : ٠٢١٩١٠٩٦٥٥٢     ٠٢١٩١٠٩٦٥٥٣

تلفن همراه : ٠٩٠٢٨١٣٧٣٨٣

 www.pfc-clinic.ir