رله حالت جامد (SSR)

رله حالت جامد (SSR) چیست ؟

رله حالت جامد ( solid state relay ) رله ای است که کنتاکت متحرک ندارد. SSR ها از نظر عملیاتی خیلی متفاوت با رله های EMR یا رله های الکترومکانیکی نیستند . رله های الکترومکانیکی دارای کنتاکت متحرک هستند . در SSR ها از عناصر یا المان های سوئیچینگ نیمه هادی مانند ترانزیستور ها (Transistor) ، تریستور ها (Thyristor) ، ترایاک ها ( Triace ) و دیودها (Diode) استفاده می شود . به طور کلی رله ها را می توان از نظر ساختار و نوع عملکرد به دو دسته زیر تقسیم بندی کرد :
– رله های مکانیکی ( الکترو مکانیکی ) Electro Mechanical Relay یا EMR
– رله های الکترونیکی Solid state Relay یا SSR

رله های الکترومکانیکی : (EMR )

این رله ها سیگنال را با حرکت مکانیکی انتقال می دهند و دارای کنتاکت متحرک هستند که به صورت مکانیکی باز و بسته شده و برای روشن و خاموش کردن سیگنال ها ، جریان یا ولتاژ از نیروی الکترومغناطیسی استفاده می کنند.

 

رله های الکترونیکی : رله حالت جامد : (SSR)

این رله ها سیگنال را با استفاده از مدارات الکترونیکی انتقال می دهند. SSR ها دارای بخش مکانیکی متحرک نیستند و بر خلاف رله های الکترومکانیکی که با استفاده از کنتاکت این کار را انجام می دهند . SSR ها از نیمه هادی ها و قطعات الکترونیکی تشکیل شده اند و جریان یا ولتاژ را بصورت الکترونیکی و با استفاده از مدارات الکترونیکی انتقال می دهند و به این صورت سیگنال ON/OFF را اعمال می کنند.

 

 

ساختار و عملکرد رله SSR

همانطور که در بخش قبل گفتیم در SSR ها از مدارات الکترونیکی به منظور انتقال سیگنال استفاده می شود.

 

 

SSR شامل اجزاء زیر می باشد:

 مقاومت
 LED
 اپتوکوپلر
 خازن
 ترانزیستور قدرت ( برای بار های Dc )
 ماسفت (MOSFET ) قدرت ( برای بار های Ac یا Dc )
 تریستور ( برای بار های AC )
 ترایاک ( برای بار های AC )

 

مراحل عملکرد SSR

1. دیوایس ورودی ( سوئیچ ) روشن می شود.
2. جریان در مدار برقرار شده ، اپتوکوپلر عمل می کند و یک سیگنال الکتریکی به مدار تحریک در مدار خروجی ارسال می شود .
3. المان سوئیچینگ ( کلید زنی ) در مدار خروجی روشن می شود.

4. هنگامی که المان سوئیچینگ روشن می شود جریان بار برقرار شده ولامپ روشن می شود.

5. دیوایس ورودی ( سوئیچینگ ) خاموش می شود.
6. هنگامی که اپتوکوپلر خاموش می شود مدار تحریک در مدار خروجی خاموش می شود ، که المان سوئیچینگ را خاموش می کند.
7. هنگامی که عنصر سوئیچینگ خاموش می شود ، لامپ نیز خاموش می شود.

 

 ویژگی های رله های حالت جامد (SSR)

SSRها رله هایی هستند که از عناصر یا المان های سوئیچینگ نیمه هادی استفاده می کنند . در SSR ها از نیمه هادی های نوری به نام اپتوکوپلر برای جداسازی ( ایزوله کردن ) سیگنال ورودی و خروجی استفاده می شود .اپتوکوپلرها سیگنال های الکتریکی را به سیگنال های نوری تبدیل می کنند . بنابراین سرعت سوئیچینگ در رله های SSR از رله های EMR ( الکترو مکانیکی ( بالاتر است همچنین SSR ها از قطعات الکترونیکی بدون کنتاکت ( غیر تماسی ) مکانیکی تشکیل شده اند بنا بر این SSR دارای ویژگی های متنوعی هستند که رله ها مکانیکی شامل آنها نمی شوند .
بزرگترین ویژگی SSR این است که از کنتاکت های سوئیچینگ که از نظر فیزیکی فرسوده می شوند استفاده نمی کنند . بنا بر این می توان گفت که یکی از مزایای SSR ها نسبت به رله های مکانیکی این است که SSR ها دارای طول عمر بالاتری نسبت به رله های مکانیکی هستند.

 

 

رله های مکانیکی ( رله های همه منظوره )

مثالی از یک رله الکترومکانیکی (EMR) در شکل زیر نشان داده شده است یک EMR زمانی که ولتاژ ورودی به سیم پیچ (Coil) یا هسته اعمال می شود یک نیروی الکترومغناطیسی تولید می کند . این نیروی الکترومغناطیسی آرمیچر را حرکت می دهد . آرمیچر کنتاکت ها را به صورت هماهنگ سوئیچ می کند.

 

 

 

رله حالت جامد (SSR)

نمونه ای از سوئیچینگ SSR برای بارهای AC در شکل زیر نشان داده شده است .

 

 

انواع رله حالت جامد (SSR)

انواع SSR های شرکت سیوان (نمایندگی هانیانگ) را می توان در دسته های زیر طبقه بندی کرد:

 

SSR یکپارچه با هیت سینک

 

این نوع از SSR های هانیانگ   در انواع سه فاز و تکفاز وجود داشته و قابلیت نصب بصورت  ریلی را دارند . SSR هایی که با هیت سینک یکپارچه شده اند  باعث باریک شدن طراحی آنها  می شود و از این  SSR ها برای نصب برروی پنل های کنترلی استفاده می شود. دارای انواع سوئیچینگ یا کلید زنی  بصورت تصادفی (random switching)  و سوئیچینگ یا کلید زنی  در صفر (zero cross switching) می باشند و دارای تنوع در رنج جریان بارنامی می باشند.

 

SSR با هیت سینک جداگانه

نصب جداگانه هیت سینک ها به کاربر این اجازه را می دهد تا برای انتخاب از نوع هیت سینک هایی که با بدنه دستگاه مطابقت دارد استفاده کنند. در این نوع از SSR ها سری های موجود در کدهای HSR-3D/HSR-2D/HSR-2A هم در مدل سه فاز و هم مدل تک فاز AC/DC هانیانگ طبقه بندی می شوند و دارای ویژگی های کلید زنی در صفر (zero cross switching) و تنوع در رنج جریان بارنامی می باشند.

 

 

این مطلب ادامه دارد…