رله حالت جامد یا SSR چیست؟ – آشنایی با ساختمان و کاربرد SSR

رله حالت جامد یا SSR چیست؟ – آشنایی با ساختمان و کاربرد SSR

اصطلاح SSR مخفف عبارت State Relay Solid و به معنای رله حالت جامد می باشد. رله حالت جامد یا SSR یک عنصر الکترونیکی نیمه هادی است که کاری شبیه رله های الکترومکانیکی را انجام می دهد.

در حقیقت رله حالت جامد یا SSR یک قطعه سوئیچینگ الکترونیکی است؛ که در آن با یک سیگنال کنترلی کوچک می توان جریان یا ولتاژ بزرگتری را کنترل کرد.

انواع رله حالت جامد یا SSR

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

کلیدزنی 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. (به شکل زیر دقت کنید)
• 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. (شکل زیر)

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. (شکل زیر)

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.

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 یا Transformer-Coupled SSR

• تحریک ترکیبی یا Hybrid SSR

طرز کار SSR

همانطور که در ابتدا گفتیم، عملکرد رله حالت جامد یا 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 قسمت متحرک در SSR موجب افزایش عمر قطعه شده و در مداراتی که تعداد دفعات کلید زدن زیاد می‌باشد کاربرد فراوان دارد.

به طور کلی یک رله حالت جامد دارای یک ورودی برای کنترل و یک خروجی برای کلیدزنی است.

عنصر فرستنده سیگنال های کنترلی معمولاً به صورت نور یک دیود نوری و عنصر گیرنده که خروجی SSR است، و به عنوان کلید عمل می کند، می تواند بر حسب جریان و سرعت کلید زنی، تریستور با ماسفت باشد.

چنانچه بخواهیم در بارهای DC از SSR استفاده کنیم، در ساختمان داخلی آن از دو یا چند ماسفت به صورت موازی با یکدیگر استفاده می شود تا میزان جریان قابل تحمل SSR نیز افزایش یابد.

مزایا و معایب SSR

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

• طول عمر نسبتا طولانی (چندیدن برابر رله های مکانیکی)
• ابعاد بسیار کوچکتر و سبکتر در توان مشابه با رله های مکانیکی
• سرعت سوئیچینگ بسیار بالا (برعکس رله های مکانیکی)
• نیاز به جریان بسیار کم برای راه اندازی
• امنیت بالا در مکانهای قابل اشتعال (به دلیل عدم تولید جرقه در هنگام کلید زنی)

اما در مقابل مزایای گفته شده، SSR ها معایبی نیز دارند:

• قیمت بالا در مقایسه با رله های مکانیکی که استفاده از آنها را به دستگاههای گرانقیمت و حساس متمایل می سازد.
• در SSR ها، روی هر ترانزیستور افت ولتاژ کوچکی ایجاد می شود، که مجموع این ولتاژها جریان عبوری از SSR را محدود می کند؛ البته امروزه با پیشرفت تکنولوژی ترانزیستورهای پرقدرتی ساخته شده اند که با آنها می توان SSR های 100 تا 1200 آمپری را تولید کرد. این رله ها هم اکنون به صورت تجاری قابل دسترس هستند.

پارامترهای مهم

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

 کاربردهای SSR

• تقریباً در هر مداری که نیاز به سرعت کلید زنی بالا دارد می توان از SSR استفاده نمود.
• برای مثال می توان کنترل دور موتور، سافت استارتر، هیتر و مواردی از این قبیل را نام برد.
• استفاده از SSR به عنوان کنتاکت های یک کنتاکتور الکترونیکی.
• و …

در پایان نیز یک فیلم آموزشی را برای آشنایی بیشتر با نحوه کار رله حالت جامد برای شما قرار داده ایم که انشاالله مورد استفاده قرار بگیرد.

امیدواریم که این مقاله مورد توجه و استفاده شما کاربران عزیز قرار گرفته باشد. لطفا با نظرات سازنده و کاربردی خود ما را در ارائه بهتر مطالب در مگا مدار یاری نمایید.

موفق و پیروز باشید…

منبع: ویکی پدیا انگلیسی