رله ی حالت جامد چیست؟

رله ی حالت جامد (SSR: Solid State Relay) یک کلید الکترونیک تشکیل شده از عناصر نمیه هادی قدرت مانند ترانزیستور، تریستور و یا ترایاک می باشد. این رله در مدل های AC و DC با تعداد پل های مختلف جهت استفاده در مدارهای فرمان و قدرت جریان مستقیم، متناوب تک فاز و سه فاز ساخته می شود.

رله ی حالت جامد دارای دو بخش فرمان و قدرت بوده که با شیوه های مختلفی از یکدیگر ایزوله می شوند. در این رله با اعمال ولتاژ فرمان بسیار کوچکی می توان جریان و ولتاژ های بزرگ تری را در مدار قدرت قطع و وصل کرد. در واقع ساختمان رله ی حالت جامد شبیه به کنتاکتور است؛ با این تفاوت که هیچ قطعه ی متحرکی در آن وجود نداشته و به جای استفاده از نیروی الکترومکانیکی، از نیمه هادی ها در سوئیچ بار استفاده می شود. در تصویر زیر یک رله ی حالت جامد سه فاز ۲۵ آمپر را مشاهده می کنید.

رله ی حالت جامد سه فاز 25 آمپر

با توجه به استفاده از عناصر نیمه هادی، سرعت پاسخ گویی یا قطع و وصل این رله در مقایسه با مدل های مکانیکی بسیار سریع تر بوده (سرعت بسیار بالای سوئیچ بین ۱ تا ۱۰۰ نانو ثانیه) و می توان از آن در مدارهای لحظه ای استفاده کرد. از طرفی به علت پائین بودن ولتاژ و جریان تحریک (با توجه به نوع ایزوله سازی استفاده شده بین ۶ تا ۱۰۰ میلی وات)، می توان این رله را مستقیم به خروجی کنترلر ها مانند انواع IC و PLC متصل کرد. در تصویر زیر یک نمونه رله ی حالت جامد فرمان، جهت نصب روی سوکت را مشاهده می کنید.

نصب رله ی حالت جامد روی سوکت

مزایای ذکر شده به علاوه ی طول عمر بالا، توانایی سوئیچ انواع بار مانند مصرف کننده های اهمی، القایی، روشنایی و … باعث افزایش سرعت استفاده از این رله در تاسیسات الکتریکی شده است. اما این قطعه معایب خاصی نیز دارد. نکته ی مهم این است که رله های حالت جامد برای هر نوع مداری مناسب نیستند. با در نظر گرفتن موارد درج شده در جدول زیر می توانید یک انتخاب مناسب بین رله ی حالت جامد یا کنتاکتور داشته باشید.

نوع کلید مزایا معایب
SSR

(Solid State Relay)

  • طراحی متنوع جهت مدارهای AC و DC
  • بدون قطعات مکانیکی و طول عمر بالا (تعداد قطع و وصل رله ی حالت جامد ضریبی از میلیارد در برابر کنتاکتور با ضریب میلیون بار می باشد)
  • تحمل جریان های هجومی
  • بدون صدا و تنش های مکانیکی
  • کنترل مستقیم با تجهیزات الکترونیک
  • عملکرد بسیار سریع
  • نداشتن جرقه و مناسب برای محیط های خطر ناک
  • وصل شدن در لحظه ی صفر در نوع AC
  • قطع شدن در لحظه ی صفر در نوع AC
  • ابعاد کوچک
  • صدمات کم در انبارداری و شرایط محیطی
  • مناسب بودن برای محیط های آلوده
  • ایجاد حرارت حین کار و نیاز مندی به تهویه (برای تهویه می توان از هیت سینک، فن و یا هر دو استفاده کرد. در آمپراژ بالا نصب این لوازم اجباری می باشد)
  • جریان نشستی هنگام خاموش بودن (جریان نشتی و در حد میکرو آمپر می تواند باعث شارژ شدن خازن ها و عملکرد لحظه ای تجهیزات شود)
  • ساخت در مدل های AC و DC به صورت جداگانه و عدم امکان استفاده در هر دو نوع مدار
  • عدم توانایی سوئیچ سیگنال های کوچک
  • ایجاد نویز و هارمونیک
  • نیاز به رعایت قطب بندی در بعضی مدل ها
  • احتمال روشن شدن اتفاقی در تغییرات شدید ولتاژ و نویز
  • خطی نبودن مشخصه های ولتاژ جریان
  • قیمت بالا
  • ساخت در جریان و ولتاژ های پائین
  • نداشتن لوازم جانبی گسترده
EMR

(Electromechanical Relay)

  • قیمت پائین
  • افت ولتاژ کم روی کانتکت ها
  • عدم تولید حرارت
  • عدم نیاز به تهویه
  • بدون جریان نشتی در حالت خاموش
  • کانتکت های جدا گانه
  • لوازم جانبی متعدد
  • سوئیچ هر دو نوع ولتاژ DC و AC
  • ساخت در جریان و ولتاژ های بالا
  • سرعت پائین
  • صدا و تنش مکانیکی حین کار
  • عمر کوتاه
  • تحمل کم در برابر جریان های شدید
  • مصرف بالای بوبین
  • عدم قطع و وصل مستقیم با تجهیزات کنترلی
دوره ی تصویری کلیدهای فشار ضعیف