رله حالت جامد

قطعه  SOLID STATE RELE دستگاه‌های ساندویچ‌ساز (پنینی) Electrolux استفاده می شود. فعالگر یا محرک (Actuator) یک سیگنال الکتریکی را به کمیت فیزیکی متناظری مانند حرکت، نیرو، صدا و… تبدیل می‌کند. یک محرک در دسته ترنسدیوسرها نیز قرار داده می‌شود، زیرا یک کمیت فیزیکی را به یک کمیت فیزیکی دیگر تبدیل می‌کند و معمولاً با یک سیگنال فرمان ولتاژ پایین فعال می‌شود و کار می‌کند. فعالگرها را می‌توان بسته به تعداد حالت‌های پایدار خروجی، به عنوان دستگاه‌های باینری و یا پیوسته نیز دسته‌بندی کرد. «رله» (Relay) یک فعالگر باینری (دو حالته) است، زیرا دو حالت پایدار دارد: حالتی که انرژی گرفته و حالتی که بدون انرژی است. در حالی که مثلاً موتور یک فعالگر پیوسته است، زیرا می‌تواند به اندازه ۳۶۰ درجه به صورت پیوسته بچرخد. متداول‌ترین انواع فعالگرها رله‌های الکتریکی، لامپ‌ها، موتورها و بلندگوها هستند.

واژه «رله» (Reley) عموماً به قطعه‌ای گفته می‌شود که در پاسخ به اعمال یک ولتاژ، اتصال الکتریکی بین دو یا چند نقطه را برقرار می‌کند. متداول‌ترین و پرکاربردترین نوع رله الکتریکی رله الکترومکانیکی یا EMR است.

پایه‌ای‌ترین عمل کنترلی برای هر تجهیز، روشن (ON) و خاموش (OFF) کردن آن است. ساده‌ترین راه برای انجام این کار، استفاده از سوئیچ‌ها یا کلیدها برای ایجاد وقفه در رسیدن انرژی منبع الکتریکی به مدار است. هرچند سوئیچ‌ها (کلیدها) برای عمل کنترل مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما معایبی نیز دارند. بزرگترین عیب آن‌ها قطع یا وصل به صورت فیزیکی است. علااوه بر این، اندازه کلیدها نسبتاً بزرگ است، کُند عمل می‌کنند و تنها قابلیت سوئیچ جریان‌های الکتریکی کم را دارند.

علی‌رغم اینکه رله‌های الکترومکانیکی (EMR) ارزان هستند و استفاده از آن ساده است و با کمک آن‌ها می‌توان یک مدار با بار بزرگ را – که از نظر الکتریکی از سیگنال ورودی ایزوله است – با توان کمی کنترل کرد، اصلی‌ترین عیب آن‌ها این است که «قطعاتی مکانیکی» هستند و بخش‌های متحرکی دارند که سرعت سوئیچینگ (پاسخ زمانی) آن‌ها به دلیل حرکت کنتاکت‌های فلزی توسط میدان مغناطیسی آهسته و کند است.

با گذشت زمان، این بخش‌های متحرک فرسوده و خراب می‌شوند. همچنین ممکن است مقاومت رسانایی در هنگام آرک زدن کنتاکت‌های رله سبب ناپایداری آن شود و طول عمر آن را کم کند. علاوه بر این، این نوع رله‌ها از نظر الکتریکی با وجود کنتاکت‌ها نویز داشته و مشکلاتی از قبیل لرزش اتصال قطع و وصل کنترل نشده، و در عین حال محدود اتصالات دارند که به نوبه خود روی مدارهای الکترونیکی مرتبط و متصل به آن اثر می‌گذارد.

برای غلبه بر این معایب رله‌های الکتریکی، نوع دیگری رله به نام «رله حالت جامد» (Solid State Relay) یا SSR وجود دارد که به طور خلاصه می‌توان گفت یک رله الکترونیکی خالص و بدون تماس حالت جامد است.

رله حالت جامد یک قطعه الکترونیکی بدون بخش مکانیکی است که در طراحی خود بخش متحرکی ندارد. در این رله به جای کنتاکت‌های مکانیکی و متحرک از ترانزیستورها، تریستورها یا ترایاک‌های توان استفاده شده است. جداسازی الکتریکی بین سیگنال کنترل ورودی و ولتاژ بار خروجی نیز با کمک یک سنسور نوری (اپتوکوپلر) انجام می‌شود.

رله حالت جامد قابلیت اطمینان بالایی دارد و طول عمر آن زیاد است. همچنین تداخل الکترومغناطیسی (EMI) را کاهش می‌دهد (آرک زدن کنتاکت‌ها یا میدان‌های مغناطیسی وجود ندارد) و پاسخ زمانی بسیار سریع‌تری نسبت به رله‌های الکترومکانیکی متداول دارد.

همچنین، رله‌های حالت جامد عموماً به توان کنترل ورودی کمی نیاز دارند و به همین دلیل، بدون نیاز به بافر، درایور یا تقویت‌کننده‌های اضافه با اغلب ICها سازگارند. البته به دلیل ماهیت نیمه‌هادی بودن این قطعات باید برای آن‌ها هیت‌ سینک‌های (Heat Sink) مناسبی تعبیه کرد تا از داغ شدن بیش از حدشان جلوگیری شود.

رله‌های حالت جامد AC در نقطه عبور از صفر شکل موج سینوسی AC روشن یا “ON” می‌شوند و از جریان‌های هجومی در هنگام سوئیچینگ بارهای سلفی یا خازنی جلوگیری می‌کنند، زیرا ماهیت خاموش یا “OFF” شدن تریستورها و ترایاک‌ها سبب کاهش آرک کنتاکت‌ها نسبت به رله‌های الکترومکانیکی می‌شود.

مشابه رله‌های الکترومکانیکی، معمولاً لازم است یک مدار اسنابر RC در خروجی رله حالت جامد قرار داد تا از قطعه سوئیچینگ نیمه‌هادی آن در برابر نویز و ولتاژهای ناگهانی هنگام کار با بارهای بسیار سلفی و بسیبار خازنی محافظت شود. در اغلب SSRهای مدرن، این مدار اسنابر RC در خود رله تعبیه شده است و دیگر نیازی به اجزای خارجی اضافه برای حفاظت مدار نیست.

علاوه بر این، رله‌های حالت جامد سوئیچینگ با قابلیت تشخیص عبور از غیرصفر (ON شدن لحظه‌ای) نیز برای کاربردهای کنترل فاز مانند کم و زیاد کردن نور در کنسرت‌ها و… یا کاربردهای کنترل موتور موجود هستند.

از آن‌جایی که قطعه سوئیچینگ خروجی رله حالت جامد یک قطعه نیمه‌هادی (ترانزیستور برای کاربردهای سوئیچینگ DC یا ترکیب ترایاک/تریستور برای سوئیچینگ AC) است، وقتی SSR روشن می‌شود، افت ولتاژ ترمینال‌های خروجی آن بسیار بزرگتر از رله الکترومکانیکی و معمولاً بین ۱.۵ تا ۲ ولت است. اگر جریان‌های بزرگ سوئیچینگ برای بازه‌های زمانی طولانی‌تر وجود داشته باشد، به یک هیت سینک اضافه نیاز است.

• نام:  SOLID STATE RELAY; CELDUC SU 865070
• نام دستگاه: SPEEDELIGHT FLEX, RIBBED RTP,400V
• شرکت سازنده: Electrolux Professional
• طول:   4.45 سانتی‌متر
• عرض: 8.89 سانتی‌متر
• ارتفاع: 2.29 سانتی‌متر
• وزن:  91 گرم
• مدل‌های بکار رفته: HSG3RPRSE3 ، تمام مدل های سری HSP و HSG