반도체 계전기 - 유형, 장치 및 작동 원리
"릴레이"라는 단어를 듣는 많은 독자들은 확실히 움직이는 접점이 끌리는 코어의 코일을 상상할 것입니다. 원래 릴레이는 항상 전자기적이었고 "릴레이"라는 단어는 일반적으로 전기 회로를 열고 닫는 전자기 장치를 의미하는 것으로 이해되기 때문에 이것은 전혀 놀라운 일이 아닙니다.
그럼에도 불구하고 오랫동안 반도체 스위치는 트랜지스터, 사이리스터, 트라이악과 같은 다양한 기술 분야에서 전기 회로를 전환하는 데 사용되었습니다. 반도체 발전과 계전기는 아끼지 않았습니다.
큰 전류와 전압을 가진 회로는 전통적으로 전자기 릴레이의 도움으로 전환된다는 사실에도 불구하고 오늘날에는 이미 안정적이고 강력한 반도체 전기 스위치를 구현하는 것이 가능합니다. 이러한 스위치는 반도체 릴레이 또는 솔리드 스테이트 릴레이 (Solid-state relay, 줄여서 SSR).
따라서 반도체 릴레이는 이제 전자 장치의 제어 입력에 낮은 제어 전압을 공급하여 전원 회로의 강력한 부하를 켜고 끄는 역할을 하는 이동 가능한 기계적 접점이 없는 완전한 전자 장치입니다.
솔리드 스테이트(솔리드 스테이트) 릴레이 하우징 내부에는 제어 신호에 응답하는 감지 회로와 고전력 회로 측면에 있는 전원 공급 장치 섹션인 솔리드 스테이트 전자 장치가 있습니다.
이러한 계전기는 DC 및 AC 회로에 사용되며 이전 기계식 전자기 계전기 및 접촉기와 동일한 기능을 수행하지만 이제는 스위칭 회로에서 움직이는 부품 없이 문제가 해결됩니다. 결과적으로 릴레이 하우징에 통합된 강력한 사이리스터, 트라이악 및 트랜지스터 덕분에 기계 부품에 의존하지 않고 최대 수백 암페어의 전류를 전환할 수 있게 되었습니다.
전자 기계식 계전기와 비교할 때 솔리드 스테이트 계전기는 수백 마이크로초 정도의 더 높은 안전한 스위칭 속도를 제공하는 반면 제어 회로와 전원 회로는 서로 완전히 갈바닉 절연되어 있습니다(일반적으로 광커플 절연이 사용됨).
솔리드 스테이트 릴레이는 짧은 시간 동안 스위칭 측의 과부하를 견딜 수 있으며 전기 기계식 조상이 자랑할 수 없는 서비스 상태를 유지합니다. 동시에 솔리드 스테이트 릴레이는 조용히 작동하고 크기가 작으며 여기의 접점은 산화되지 않으며 (접점이 없기 때문에) 스파크가 없으며 장치가 먼지 나 진동을 두려워하지 않습니다.
물론 전도 상태에서 계전기의 반도체 화합물의 저항은 비선형이며 높은 전환 전류에서 장치는 전혀 냉각이 필요하지만 플러스는 이러한 기존 마이너스와 분명히 겹칩니다. 또한 무접점 계전기의 수명은 수백만 번의 스위칭 주기로 측정됩니다.
솔리드 스테이트 릴레이는 DC 또는 AC 스위칭을 위한 단상 또는 3상입니다. AC 스위칭 릴레이에는 제로 크로싱 센서가 내장되어 있어 무접점 스위치를 손상시키지 않고 유도 부하로 인한 위험한 전류 서지 없이 실질적으로 제로 전류에서 스위칭이 이루어집니다.
사이리스터 또는 트라이액은 AC 릴레이에서 스위치 역할을 하며 필드 또는 IGBT 트랜지스터… 전원은 제어 신호 소스에서 직접 제어 회로에 공급되며 제어 전류는 몇 밀리 암페어를 초과하지 않으며 스위칭 전류는 수십 또는 수백 암페어가 될 수 있습니다.
비가역 및 역회전 3상 무접점 계전기를 사용할 수 있습니다. 3상 반전 릴레이에는 두 개의 제어 입력이 있으며 출력에서 위상 중 하나의 위치가 전혀 변경되지 않을 수 있습니다.
부피가 큰 기계식 마그네틱 스타터와 비교할 때 소형 반도체 릴레이는 조용히 작동하고 마모되지 않으며 접점을 주기적으로 청소할 필요가 없으며 강력한 부하의 경우 릴레이 하우징에 우수한 냉각을 제공하는 것으로 충분합니다. 경우에 따라 라디에이터가 제외하고 설치가 제공됩니다.
먼지가 많고 폭발적인 산업 생산의 경우 기계적 접점의 아크가 부재로 인해 제외되고 릴레이의 밀폐 하우징이 전자 장치가 더러워지는 것을 허용하지 않기 때문에 솔리드 스테이트 릴레이가 진정한 구세주로 판명되었습니다. .
플라스틱 하우징의 소형 무접점 계전기는 PCB 장착에 사용할 수 있습니다. 이러한 릴레이는 220-240볼트의 주전원 전압에서 최대 2암페어의 전류를 전환할 수 있습니다. 일반적으로 DIY 애호가 홈 오토메이션 시스템에 매우 중요합니다.