솔리드 스테이트 릴레이 소개

솔리드 스테이트 릴레이 (SSR, SS 릴레이, SSR 릴레이 또는 SSR 스위치, 솔리드 스테이트 접촉기, 전력 전자 스위치, 자동차 릴레이, 전자 전력 릴레이 및 전기 신호 접촉기라고도 함)는 컴팩트하게 조립 된 통합 비접촉식 전자 스위치 장치입니다. 집적 회로 (IC) 및 개별 구성 요소에서. 전자 부품의 스위칭 특성 (예 : 스위칭 트랜지스터, 양방향 사이리스터 및 기타 반도체 부품)에 따라 SSR은 전자 회로를 통해 부하의 "ON"및 "OFF"상태를 매우 빠르게 전환 할 수 있습니다. 전통적인 기계식 릴레이의 기능과 같습니다. 이전의 "코일 리드 접점"계전기, 즉 전자 기계 계전기 (EMR)에 비해 SSR 내부에 가동 기계 부품이 없으며 SSR의 전환 과정에서 기계적 동작도 없습니다. 따라서 Solid-State Relay는 "비접촉 스위치"라고도합니다.

SSR 스위치의 구조적 특성으로 인해 EMR보다 우수합니다. 솔리드 스테이트 릴레이의 주요 장점은 다음과 같습니다.

● 반도체 부품은 릴레이의 스위치 역할을하여 크기가 작고 (콤팩트 한 크기) 수명이 길다 (긴 수명).

● EMR보다 우수한 전자파 호환성-RFI (무선 주파수 간섭) 및 EMI (전자파 간섭)에 대한 내성, 낮은 전자파 간섭 및 낮은 전자파 방사.

● 움직이는 부품, 기계적 마모, 동작 소음 없음, 기계적 고장 없음 및 높은 신뢰성.

● 스파크 없음, 아크 없음, 연소 없음, 접촉 바운스 없음 및 접촉 간 마모 없음.

● "제로 전압 스위칭, 제로 전류 차단"기능으로 "제로 전압"스위칭을 쉽게 달성 할 수 있습니다.

● 빠른 스위칭 속도 (SSR 스위칭 속도는 일반 EMR보다 100 배 빠름), 높은 작동 주파수.

● 고감도, 낮은 전기적 레벨 제어 신호 (SSR은 작은 전류 제어 신호를 통해 큰 전류 부하를 직접 구동 할 수 있음), 논리 회로 (TTL, CMOS, DTL, HTL 회로)와 호환되며 여러 기능을 쉽게 구현할 수 있습니다.

● 일반적으로 내 습성, 곰팡이 저항성, 내식성, 내진 동성, 기계적 충격 저항성 및 방폭 성능이 우수한 단열재로 포장됩니다.

SSR과 EMR 비교에 대한 자세한 내용을 보려면 여기를 클릭하십시오.

또한 솔리드 스테이트 릴레이의 증폭 및 구동 기능은 전자기 릴레이 (EMR)보다 더 안정적인 고출력 액추에이터 구동에 매우 적합합니다. 솔리드 스테이트 릴레이의 제어 스위치는 매우 낮은 전력을 필요로하므로 낮은 제어 전류를 사용하여 높은 부하 전류를 제어 할 수 있습니다. 또한 무 접점 계전기는 입력 단자와 출력 단자 사이에 성숙하고 안정적인 광전자 절연 기술을 사용합니다. 이 기술을 사용하면 저전력 장치의 출력 신호를 솔리드 스테이트 릴레이의 입력 제어 단자에 직접 연결하여 추가적인 보호 회로 없이도 솔리드 스테이트 릴레이의 출력 단자에서 고전력 장치를 제어 할 수 있습니다. "소형 제어 전류 장치"(SSR 입력 단자에 연결됨) 및 "대형 제어 전원 공급 장치"(SSR 출력 단자에 연결됨)가 전기적으로 절연되어 있으므로 약한 전류 장치를 보호하십시오. 또한 AC 솔리드 스테이트 릴레이는 "제로 크로싱 검출기"기술을 사용하여 일련의 간섭이나 컴퓨터에 심각한 장애를 일으키지 않고 AC-SSR을 컴퓨터의 출력 인터페이스에 안전하게 적용합니다. 그리고 이러한 기능은 EMR로 구현할 수 없습니다.

솔리드 스테이트 릴레이의 고유 한 특성과 위의 장점으로 인해 SSR은 1974 년 출시 된 이래 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 전자기 릴레이가 적용되지 않는 많은 분야에서 전자기 릴레이를 완전히 대체했습니다. 특히 컴퓨터 자동 제어 시스템 분야에서 솔리드 스테이트 릴레이는 매우 낮은 구동 전력을 필요로하고 논리 회로와 호환되며 추가적인 중간 디지털 버퍼 없이도 출력 회로를 직접 구동 할 수 있기 때문입니다.

현재 솔리드 스테이트 릴레이는 군사, 화학, 산업 자동화 제어 장치, 전기 이동, 통신, 민간 전자 제어 장비뿐만 아니라 전기로 난방 시스템, 컴퓨터 수치 제어 기계 (CNC 기계)와 같은 보안 및 계측 응용 분야에서도 잘 작동합니다. ), 원격 제어 기계, 솔레노이드 밸브, 의료 기기, 조명 제어 시스템 (신호등, 신틸 레이터, 무대 조명 제어 시스템 등), 가전 제품 (세탁기, 전기 스토브, 오븐, 냉장고, 에어컨 등), 사무 기기 (예 : 복사기, 프린터, 팩스 및 다기능 프린터), 화재 안전 시스템, 전기 자동차 충전 시스템 등. 대체로 솔리드 스테이트 릴레이는 높은 안정성 (광 절연, 높은 내성), 고성능 (높은 스위칭 속도, 높은 부하 전류) 및 작은 패키지 크기가 필요한 모든 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.

물론, 솔리드 스테이트 릴레이에는 온 상태 전압 강하 및 출력 누설 전류 존재, 방열 조치 필요, EMR보다 높은 구매 비용, DC 릴레이 및 AC 릴레이가 보편적이지 않음, 단일 제어 상태, 적은 수 등 몇 가지 단점이 있습니다. 연락처 그룹 및 열악한 과부하 기능. 일부 특수 맞춤형 솔리드 스테이트 릴레이는 위의 문제 중 일부를 해결할 수 있지만, 솔리드 스테이트 릴레이의 이점을 극대화하기 위해 회로를 설계하고 SSR을 적용 할 때 이러한 단점을 고려하고 최적화해야합니다.

솔리드 스테이트 릴레이는 4 단자 활성 장치이며, 4 개 단자 중 2 개는 입력 제어 단자이고 다른 2 개 단자는 출력 제어 단자입니다. SSR 스위치의 유형과 사양은 다양하지만 그 구조는 유사하며 주로 입력 회로 (제어 회로), 구동 회로 및 출력 회로 (제어 회로)의 세 부분으로 구성됩니다.

입력 회로 :

제어 회로라고도하는 솔리드 스테이트 릴레이의 입력 회로는 입력 제어 신호에 대한 루프를 제공하여 제어 신호를 솔리드 스테이트 릴레이의 트리거 소스로 만듭니다. 다른 입력 전압 유형에 따라 입력 회로는 DC 입력 회로, AC 입력 회로 및 AC / DC 입력 회로의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

DC 입력 회로는 저항성 입력 회로와 정전류 입력 회로로 더 나눌 수 있습니다.

1) 입력 전압이 증가함에 따라 입력 전류가 선형 적으로 증가하는 저항성 입력 회로, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 제어 신호에 고정 제어 전압이있는 경우 저항 입력 회로를 선택해야합니다.

2) 정전류 입력 회로. 정전류 입력 회로의 입력 전압이 특정 값에 도달하면 전압이 증가함에 따라 전류가 더 이상 분명하게 증가하지 않습니다. 이 기능을 사용하면 상당히 넓은 입력 전압 범위에서 정전류 입력 솔리드 스테이트 릴레이를 사용할 수 있습니다. 예를 들어 제어 신호의 전압 변동 범위가 큰 경우 (예 : 3 ~ 32V) DC 솔리드 스테이트 릴레이가 안정적으로 작동 할 수 있도록 정전류 입력 회로가있는 DC 솔리드 스테이트 릴레이를 권장합니다. 전체 입력 전압 범위.

이러한 입력 제어 회로 중 일부는 논리 회로의 호환성뿐만 아니라 포지티브 및 네거티브 논리 제어, 반전 및 기타 기능을 가지고 있습니다. 따라서 솔리드 스테이트 릴레이는 TTL 회로 (트랜지스터-트랜지스터 로직 회로), CMOS 회로 (상보적인 금속 산화물 반도체 회로), DTL 회로 (다이오드-트랜지스터 로직 회로) 및 HTL 회로 (높은 임계 값 로직 회로)에 쉽게 연결할 수 있습니다. 현재 DTL은 점차 TTL로 대체되고 HTL은 CMOS로 대체되었습니다. 펄스 폭 변조 신호 (PWM)를 입력 신호로 사용하는 경우 AC 부하 공급 장치의 ON / OFF 스위칭 주파수를 10Hz 미만으로 설정해야합니다. 그렇지 않으면 AC SSR 출력 회로의 출력 스위칭 속도를 유지할 수 없습니다. 그것으로.

드라이브 회로 :

솔리드 스테이트 릴레이의 구동 회로는 절연 결합 회로, 기능 회로 및 트리거 회로의 세 부분으로 구성됩니다. 그러나 솔리드 스테이트 릴레이의 실제 요구에 따라 이러한 부품 중 하나 / 두 개만 포함될 수 있습니다.

1. 절연 결합 회로 :

솔리드 스테이트 릴레이의 I / O 회로 (입력 / 출력 회로)에 대한 절연 및 결합 방법은 현재 옵토 커플러 회로와 고주파 변압기 회로의 두 가지 방법을 사용합니다.

1) 옵토 커플러 (포토 커플러, 광 커플러, 광 아이솔레이터 또는 광 아이솔레이터라고도 함)는 적외선 LED (발광 다이오드) 및 광 센서와 함께 불투명하게 패키징되어 "제어 측"과 "부하 측"사이의 분리 제어를 달성합니다. , 빔을 제외하고 "발광체"와 "광 센서"간에 전기적 연결 또는 물리적 연결이 없기 때문입니다. "소스-센서"조합 유형에는 일반적으로 "LED- 포토 트랜지스터"(포토 트랜지스터 커플러), "LED-Triac"(Phototriac 커플러) 및 "LED- 포토 다이오드 어레이"(포토 다이오드 스택이 쌍을 구동하는 데 사용됨)가 포함됩니다. MOSFET 또는 IGBT).

2) 고주파 변압기 결합 회로는 고주파 변압기를 사용하여 입력의 제어 신호를 출력의 구동 신호로 변환합니다. 세부 프로세스는 입력 제어 신호가 변압기 코어를 통해 변압기 2 차측으로 전송되는 자체 발진 고주파 신호를 생성하고, 감지 / 정류 회로 및 논리 회로에 의해 처리 된 후 신호는 결국 신호가 될 것입니다. 트리거 회로를 구동하기위한 구동 신호.

2. 기능 회로 :

기능 회로는 감지 회로, 정류기 회로, 제로 크로싱 회로, 가속 회로, 보호 회로, 디스플레이 회로 등과 같은 다양한 기능 회로를 포함 할 수 있습니다.

3. 트리거 회로 :

트리거 회로는 출력 회로에 트리거 신호를 제공하는 데 사용됩니다.

출력 회로 :

솔리드 스테이트 릴레이의 출력 회로는 트리거 신호에 의해 제어되어 부하 전원 공급 장치의 켜기 / 끄기 전환을 활성화합니다.

솔리드 스테이트 릴레이의 출력 회로는 DC 출력 회로, AC 출력 회로 및 AC / DC 출력 회로의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. DC 출력 회로는 일반적으로 바이폴라 구성 요소 (예 : IGBT 또는 MOSFET)를 출력 구성 요소로 사용하고 AC 출력 회로는 일반적으로 두 개의 사이리스터 또는 하나의 Triac을 출력 구성 요소로 사용합니다.

회로도에서 솔리드 스테이트 릴레이의 기호는 아래에 나와 있습니다 (그림 3.1).

다음 사항에 유의해야합니다.

● 전극 기호는 그래픽 기호의 각 핀 옆에 별도로 (프레임 내부 또는 외부) 표시해야합니다.

● 입력 단자와 출력 단자는 일반적으로 같은면이나 인접한면에 그릴 수 없습니다.

● 동일한 회로도에 여러 개의 솔리드 스테이트 릴레이가 나타나는 경우 텍스트 기호 뒤에 숫자 번호를 추가하여 릴레이를 구분할 수 있습니다. (예 : SSR1, SSR2).

솔리드 스테이트 릴레이의 유형은 다양하며 분류 표준은 다양합니다. 솔리드 스테이트 릴레이는 일반적으로 다음 기준에 따라 분류됩니다.

1. 부하 전원 공급 장치 유형 :

솔리드 스테이트 릴레이는 부하 전원 공급 장치의 유형에 따라 DC 솔리드 스테이트 릴레이 (DC-SSR)와 AC 솔리드 스테이트 릴레이 (AC-SSR)로 나눌 수 있습니다. DC 유형 솔리드 스테이트 릴레이는 전력 반도체 트랜지스터를 스위칭 소자 (예 : BJT, MOSFET, IGBT)로 사용하여 DC 부하 전원 공급 장치의 ON / OFF 상태를 제어하고 AC 유형 솔리드 스테이트 릴레이는 사이리스터 (예 : Triac, SCR)을 스위칭 요소로 사용하여 AC 부하 전원 공급 장치의 ON / OFF 상태를 제어합니다.

1.1 DC-SSR:

입력 형식에 따라 DC 유형 SSR은 저항성 입력 유형 DC 솔리드 스테이트 릴레이와 정전류 입력 유형 DC 솔리드 스테이트 릴레이로 나눌 수 있습니다.

1.2 AC-SSR:

AC 유형 SSR은 다음 표준에 따라 분류 할 수 있습니다.

1.2.1 Control Trigger Mode:

제어 트리거 모드 (켜기 및 끄기 시간)에 따라 AC SSR은 제로 크로싱 유형 AC 솔리드 스테이트 릴레이, 랜덤 턴온 유형 AC 솔리드 스테이트 릴레이 및 피크 턴온으로 나눌 수 있습니다. AC 솔리드 스테이트 릴레이를 입력하십시오.

1) 제로 크로싱 AC 솔리드 스테이트 릴레이 (그림 4.2)는 제로 크로싱 트리거 AC 솔리드 스테이트 릴레이, 제로 크로스 턴온 솔리드 스테이트 릴레이, 제로 스위칭 AC 솔리드 스테이트 릴레이, 제로 전압 AC 솔리드 스테이트 릴레이 또는 동기식 AC 솔리드 스테이트 릴레이. 제로 크로싱 SSR 릴레이의 경우 출력 회로의 스위칭 상태는 출력 신호와 동기화됩니다. 즉, 전원 공급 장치에 "동기"됩니다. 입력 신호가 켜지면 부하 공급 전압이 제로 크로싱이 아닌 영역에 있으면 제로 크로싱 유형 솔리드 스테이트 릴레이의 출력 단자가 켜지지 않습니다. 그러나 부하 공급 전압이 제로 영역에 도달하면 제로 크로싱 SSR 릴레이의 출력 단자가 켜지고 부하 회로가 켜집니다. 이 트리거 모드는 SSR이 켜지는 동안 생성되는 돌입 전류를 효과적으로 감소시킬 수 있으며 동시에 전력망 및 입력 제어 회로에 대한 간섭 신호를 감소시킵니다. 결과적으로 제로 크로싱 솔리드 스테이트 릴레이는 많은 분야에서 가장 일반적인 유형입니다.

2) Random Turn-on AC 솔리드 스테이트 릴레이 (그림 4.3)는 Random Swtichng AC 솔리드 스테이트 릴레이, Random Switch On AC 솔리드 스테이트 릴레이, Random Conduction AC 솔리드 스테이트 릴레이, Random Fire AC 솔리드 스테이트 릴레이, Instantaneous라고도합니다. 솔리드 스테이트 릴레이, 비제로 스위칭 AC 솔리드 스테이트 릴레이, 인스턴트 온 AC 솔리드 스테이트 릴레이, 순간 AC 솔리드 스테이트 릴레이, 비동기 AC 솔리드 스테이트 릴레이 또는 위상 변조 AC 솔리드 스테이트 릴레이를 켭니다. 임의 유형 SSR 릴레이의 출력 회로 스위칭 모드는 제어 신호에 의해서만 제어되며 전원 공급 장치 신호와 독립적입니다. 즉, 전원 공급 장치와 "비동기"입니다. 임의 유형 솔리드 스테이트 릴레이는 입력 단자에 입력 신호가있는 한 그리고 부하 전압 상태에 관계없이 즉시 켜집니다. Random Solid-State Relay는 AC 전원의 모든 위상에서 켜지거나 꺼지기 때문에 켜는 순간 큰 간섭 신호가 생성 될 수 있습니다.

3) Peak Turn-on AC 솔리드 스테이트 릴레이는 Peak Switching AC 솔리드 스테이트 릴레이 또는 Peak Fire AC 솔리드 스테이트 릴레이라고도합니다. 입력 제어 신호가 적용되면 AC 출력 전압의 첫 번째 전압 피크 지점에서 피크 유형 SSR 릴레이가 켜져 돌입 전류를 줄입니다. 입력 제어 신호가 제거되면 피크 솔리드 스테이트 릴레이가 꺼집니다.

1.2.2 상:

AC 전원의 위상에 따라 AC-SSR은 단상 AC 솔리드 스테이트 릴레이와 3 상 AC 솔리드 스테이트 릴레이로 나눌 수 있습니다.

1) 다른 기능에 따라 단상 AC 솔리드 스테이트 릴레이는 단상 AC / DC 솔리드 스테이트 릴레이, 단상 솔리드 스테이트 전압 조정기, 단상 솔리드 스테이트 거버너, 하나의 개방형으로 더 나눌 수 있습니다. 하나의 폐쇄 단상 솔리드 스테이트 릴레이, 단상 순방향 및 역방향 솔리드 스테이트 릴레이, 단상 이중 솔리드 스테이트 릴레이 등이 있습니다. 2 개의 단상 산업용 솔리드 스테이트 릴레이를 이중 입력 단자와 이중 출력 단자가있는 하나의 표준 산업용 패키지로 결합한 일종의 단상 솔리드 스테이트 릴레이 인 듀얼 릴레이 (그림 4.4)와 각각 I / O 터미널 세트는 다른 세트와 독립적입니다. 즉, 이중 SSR 릴레이는 더 많은 접점을 가지며 일반 유형보다 더 다양한 제어를 수행 할 수 있습니다.

2) 3 상 AC 솔리드 스테이트 릴레이는 3 상 AC 모터의 제어에 직접 사용할 수 있으며, 3 상 정-역 AC 솔리드 스테이트 릴레이 (또는 3 상 가역 AC 솔리드 스테이트 릴레이)는 3 상 정방향 및 역방향 모터 (3 상 양방향 AC 모터 또는 3 상 양방향 회전 AC 모터)를 제어하는 데 사용됩니다.

1.2.3 스위치 구성 요소 :

스위치 구성 요소에 따라 AC-SSR은 일반 유형 AC 무 접점 릴레이와 강화 형 무 접점 릴레이로 나눌 수 있습니다. 일반형 SSR 릴레이는 출력 스위칭 부품으로 Triac을 사용하고, 강화 형 SSR 릴레이는 스위칭 부품으로 SCR 역 병렬을 사용했습니다.

2. I/O 유형:

I / O 유형에 따라 무 접점 릴레이는 DC 입력 -AC 출력 형 무 접점 릴레이 (DC-AC SSR 릴레이), DC 입력 -DC 출력 형 무 접점 릴레이 (DC -DC). SSR 릴레이), AC 입력 -AC 출력 유형 솔리드 스테이트 릴레이 (AC-AC SSR 릴레이), AC 입력 -DC 출력 유형 솔리드 스테이트 릴레이 (AC-DC SSR 릴레이).

3. 스위치 유형:

스위치 유형에 따라 SSR 스위치는 상시 개방형 무 접점 릴레이 (또는 NO-SSR)와 상시 폐쇄 형 무 접점 릴레이 (또는 NC-SSR)로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 열린 솔리드 스테이트 릴레이는 입력 단자에 제어 신호가 적용될 때만 켜집니다. 반대로 입력 신호가 입력 단자에 적용되면 상시 폐쇄 솔리드 스테이트 릴레이가 꺼집니다. (달리 지정되지 않는 한,이 문서의 솔리드 스테이트 릴레이는 기본적으로 일반적으로 열린 솔리드 스테이트 릴레이를 의미합니다.)

4. 절연 / 커플 링:

절연 / 결합 방식에 따라 SSR은 리드 릴레이 결합 형 무 접점 계전기, 변압기 결합 형 무 접점 계전기, 광 결합 형 무 접점 계전기, 하이브리드 형 무 접점 계전기로 나눌 수 있습니다.

1) Reed Relay Coupling SSR (그림 4.5, a)은 분리 방법으로 리드 스위치를 사용합니다. 제어 신호가 리드 릴레이의 코일에 직접 (또는 프리 앰프를 통해) 적용되면 리드 스위치가 즉시 닫히고 사이리스터 스위치가 활성화되어 부하가 전달됩니다.

2) Transformer Coupling SSR (그림 4.5, b)은 변압기를 절연 장치로 사용합니다. 변압기는 저전력 제어 신호를 1 차 코일에서 2 차 코일로 변환하여 전자 스위치를 구동하기위한 신호를 생성 할 수 있습니다. 그리고 입력 제어 신호가 DC 전압이면 입력 회로에 DC-AC 컨버터가 필요합니다. 정류, 증폭 또는 기타 수정으로 처리 한 후 2 차 코일의 신호를 사용하여 스위칭 부품을 구동 할 수 있습니다.

3) 광 결합 SSR (그림 4.5, c)은 광 분리 SSR 또는 광 결합 SSR로도 알려져 있으며 광 결합기를 아이솔레이터로 사용합니다. 광 커플러는 적외선 소스 (일반적으로 발광 다이오드 또는 LED)와 감광성 반도체 구성 요소 (예 : 감광성 다이오드, 감광성 트랜지스터 및 광-감광성 트랜지스터)로 구성된 광 분리기입니다. 민감한 사이리스터). 다른 구성 요소 (그림 4.6)에 따라 광 커플러는 광 다이오드 커플러 (Photo-Diode Coupler), Opto-Transistor Coupler (Photo-Transistor Coupler), Opto-SCR Coupler (Photo-SCR Coupler), 및 Opto-Triac Coupler (Photo-Triac Coupler).

광 반도체 장치는 LED에서 나오는 적외선을 감지 한 다음 신호를 생성하여 반도체 스위치를 구동합니다. 리드 릴레이 및 변압기와 비교하여 광 아이솔레이터는 고전압 출력 부하 회로와 저전압 입력 신호 회로 사이의 전기 절연을 보장하기 위해 더 나은 물리적 절연 능력을 가지고 있습니다. 또한 뛰어난 절연 성능과 매우 작은 크기의 옵토 커플러로 인해 옵토 커플러 솔리드 스테이트 릴레이는 매우 광범위한 응용 분야에서 사용됩니다.

4) 하이브리드 솔리드 스테이트 릴레이는 EMR 및 SSR의 장점을 고효율 및 저전력 소비와 결합한 특수 솔리드 스테이트 릴레이입니다. 하이브리드 솔리드 스테이트 릴레이의 입력 및 출력 회로는 SSR 릴레이와 리드 스위처 (또는 마이크로 전자기 릴레이)가 병렬로 구성되어 있으며 서로 다른 제어 신호에 의해 제어됩니다 (그림 4.7).

입력 신호 1이 적용되면 SSR이 즉시 켜짐 상태로 전환됩니다. 전자식 스위치는 움직이는 부품이 없기 때문에 안정적이고 빠르게 부하를 스위칭 할 수 있으며 스위칭시 높은 라인 전압이나 과도한 서지 전류로 인해 아크가 발생하지 않습니다. 부하 전류가 생성 된 후 EMR은 제어 신호 2에 의해 제어되고 켜집니다. EMR이 SSR과 병렬로 연결되어 있기 때문에 EMR의 출력 접점에 전압없이 전원이 공급되고 접점에 아크가 발생하지 않습니다. 그런 다음 일정 지연 후 EMR의 접점 바운싱이 안정되고 SSR이 꺼집니다. EMR은 거의 열없이 작동하므로 히트 싱크를 설치하지 않고도 하이브리드 SSR 릴레이를 실행할 수 있습니다.

5. 회로 구조:

다른 회로 구조에 따라 솔리드 스테이트 릴레이는 Discrete Structure Type 솔리드 스테이트 릴레이와 Hybrid Structure Type 솔리드 스테이트 릴레이로 나눌 수 있습니다. 이산 구조 솔리드 스테이트 릴레이는 대부분 이산 부품 및 인쇄 회로 기판으로 조립 된 다음 에폭시 수지 포팅, 플라스틱 밀봉 또는 수지 포장으로 포장됩니다. 하이브리드 구조 솔리드 스테이트 릴레이는 후막 결합 기술을 사용하여 개별 부품과 반도체 집적 회로 (IC)를 조립 한 다음 금속 또는 세라믹 하우징에 캡슐화합니다.

6. 공연:

성능에 따라 무 접점 계전기는 표준형 무 접점 계전기와 산업 형 무 접점 계전기로 나눌 수 있습니다. 표준 솔리드 스테이트 릴레이의 정격 전류는 일반적으로 10A ~ 120A이며 산업용 솔리드 스테이트 릴레이의 정격 전류는 상대적으로 크며 60A ~ 2000A 이상일 수 있습니다. 따라서 산업용 SSR 릴레이는 산업 환경 및 산업 기계의 엄격한 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.

7. 설치:

실장 방법에 따라 무 접점 릴레이는 패널 실장 형 무 접점 릴레이 (또는 표면 실장 형), DIN 레일 실장 형 무 접점 릴레이, 인쇄 회로 기판 실장 형 무 접점 릴레이 (또는 PCB 실장 형)로 나눌 수 있습니다. ). 그리고 PCB 장착 SSR은 소켓 장착형 SSR (또는 플러그인 장착형)과 브래킷 장착형 SSR (또는 플랜지 장착형)으로 더 나눌 수 있습니다. 많은 패키지 표준 (예 : SIP, Mini-SIP 및 DIP)을 사용하는 플러그인 솔리드 스테이트 릴레이는 방열판 없이도 자연 냉각에 의존하여 인쇄 회로 기판에 직접 납땜 할 수 있습니다. 플랜지 장착 솔리드 스테이트 릴레이에는 열을 방출하기 위해 추가 금속판 또는 방열판이 필요합니다.

8. 신청:

애플리케이션에 따라 솔리드 스테이트 릴레이는 일반 애플리케이션 솔리드 스테이트 릴레이, 양방향 전송 솔리드 스테이트 릴레이, 자동차 솔리드 스테이트 릴레이, 래칭 솔리드 스테이트 릴레이 (입력 신호가 논리적 배타적 OR 또는 XOR로 실행 됨)로 나눌 수 있습니다. , 따라서 모든 입력은 출력을 래치 / 래치 해제 할 수 있습니다.)

래칭 릴레이는 제어 전류가 차단 된 경우에도 계속 전원을 공급하고 제어 신호를 출력 할 수 있습니다. 역전 류를 공급하거나 OFF 버튼을 눌러서 만 끌 수 있습니다. 래칭 릴레이는 사고의 확장을 피하기 위해 고전압 회로에서 일반적으로 사용됩니다.

솔리드 스테이트 릴레이의 기본 매개 변수는 입력 매개 변수, 출력 매개 변수 및 기타 매개 변수의 세 가지 범주로 나뉩니다.

입력 매개 변수:

입력 전압 범위 / 입력 전류:

1) 입력 전압 범위는 주변 온도가 25 ° C 일 때 솔리드 스테이트 릴레이가 정상적으로 작동하기 위해 입력 (즉, 최소) 또는 허용 입력 (즉, 최대)이 입력되어야하는 전압 범위 값을 의미합니다.

2) 입력 전류는 특정 입력 전압에서 해당 입력 전류 값을 의미합니다.

턴온 전압 / 턴 오프 전압:

1) 켜기 전압 (스위치 켜기 전압). 입력 전압 (입력 단자에인가되는 전압)이 켜짐 전압 이상이면 출력 단자가 켜집니다.

2) 끄기 전압 (스위치 끄기 전압). 입력 전압 (입력 단자에인가되는 전압)이 셧다운 전압보다 작거나 같으면 출력 단자가 꺼집니다.

제로 크로싱 전압:

엄밀히 말하면 제로 크로싱 전압은 전압 포인트가 아니라 일반적으로 매우 낮고 거의 무시할 수있는 제로 크로싱 릴레이의 내부 구성 요소에 의해 결정되는 전압 범위입니다. 전원 공급 장치 전압이 제로 크로싱 전압보다 낮 으면 제로 크로싱 릴레이가 켜지지 않습니다. 전압이 제로 크로싱 전압을 초과하면 제로 크로싱 릴레이는 온 상태가됩니다.

출력 매개 변수:

정격 출력 전압 / 정격 작동 전류:

1) 정격 출력 전압은 출력 단자가 견딜 수있는 최고 부하 작동 전압입니다.

2) 정격 작동 전류는 주변 온도 25 ° C에서 출력 단자를 통과 할 수있는 최대 정상 상태 작동 전류입니다.

출력 전압 강하 / 출력 누설 전류:

1) 출력 전압 강하는 무 접점 릴레이가 켜진 상태 일 때 정격 작동 전류에서 측정 된 출력 전압입니다.

2) 출력 누설 전류는 무 접점 릴레이가 Off 상태이고 출력 단자에 정격 출력 전압이인가 된 상태에서 부하를 통해 흐르는 전류를 측정 한 값입니다.

이 매개 변수는 무 접점 릴레이의 품질 및 성능을 나타냅니다. 출력 전압 강하와 출력 누설 전류가 작을수록 무 접점 릴레이가 좋습니다.

돌입 전류:

과부하 전류, 입력 서지 전류 또는 스위치 온 서지 전류라고도하는 돌입 전류는 장치가 영구적 인 손상을 일으키지 않고 출력 단자가 견딜 수있는 비 반복 최대 (또는 과부하) 전류 값을 나타냅니다. 솔리드 스테이트 릴레이가 온 상태입니다. AC SSR의 돌입 전류는 정격 동작 전류의 5 ~ 10 배 (1주기)이고 DC SSR은 정격 동작 전류의 1.5 ~ 5 배 (1 초)입니다.

기타 매개 변수:

전력 소비:

전력 소비는 전원이 켜진 상태와 전원이 꺼진 상태에서 반도체 릴레이 자체가 소비하는 최대 전력 값을 나타냅니다.

스위치 켜짐 시간 / 꺼짐 시간:

1) 스위칭 켜짐 시간 (또는 켜짐 시간)은 출력 단자가 켜지고 출력 전압이 90 %에 도달 할 때까지 정상적으로 열린 솔리드 스테이트 릴레이가 입력 제어 전압을 적용하기 시작하는 데 걸리는 시간입니다. 최종 변형의.

2) 꺼짐 시간 (또는 꺼짐 시간)은 출력 단자가 꺼지기 시작하고 출력 전압이 90에 도달 할 때까지 정상적으로 열린 솔리드 스테이트 릴레이가 입력 제어 전압에서 차단되기 시작하는 데 걸리는 시간입니다. 최종 변형의 %.

이것은 또한 무 접점 릴레이의 성능을 판단하는 데 중요한 매개 변수입니다. 켜기 시간과 끄기 시간이 짧을수록 무 접점 릴레이의 스위칭 성능이 향상됩니다.

절연 저항 / 유전 강도:

1) 절연 저항은 특정 DC 전압 (예 : 550V)이인가되었을 때 무 접점 릴레이의 입력 단자와 출력 단자 사이에 측정 된 저항 값을 말합니다. 또한 입력 단자와 외부 케이싱 (방열판 포함) 사이의 측정 된 저항 값과 출력 단자와 하우징 사이의 측정 된 저항 값을 포함 할 수 있습니다.

2) 유전체 강도 또는 유전체 내전압은 솔리드 스테이트 릴레이의 입력 단자와 출력 단자 사이에 허용되는 최대 전압 값을 의미합니다. 또한 출력 단자와 하우징 사이에서 허용 할 수있는 최대 전압과 입력 단자와 외부 케이싱 사이에서 허용 할 수있는 최대 전압을 포함 할 수 있습니다.

작동 온도 / 최대 접합 온도:

1) 작동 온도는 솔리드 스테이트 릴레이가 사양에 따라 방열판을 설치하거나 방열판이 설치되지 않은 경우 허용되는 정상적인 작업 환경 온도 범위를 의미합니다.

2) 트랜지스터 접합 온도의 약자 인 접합 온도는 전자 장치에서 반도체의 실제 작동 온도입니다. 작동 중에는 일반적으로 케이스 온도 및 구성 요소의 외부 온도보다 높습니다. 최대 접합 온도는 출력 스위칭 구성 요소에서 허용하는 최고 접합 온도입니다.

이 장을 통해 솔리드 스테이트 릴레이가 어떻게 작동하는지 배우게됩니다. 애플리케이션 환경이 다르기 때문에 솔리드 스테이트 릴레이는 내부 구성 요소가 약간 다르지만 작동 원리는 비슷합니다. 일반 솔리드 스테이트 릴레이의 내부 등가 회로 다이어그램은 아래 그림에 나와 있습니다 (그림 6.1). 무 접점 릴레이의 원리는 간단히 설명 할 수 있습니다. NO-SSR의 경우 적절한 제어 신호가 무 접점 릴레이의 입력 단자 (IN)에 적용되면 출력 단자 (OUT)가 오프 상태에서 온 상태로; 제어 신호가 해제되면 출력 단자 (OUT)가 Off 상태로 복원됩니다. 이 과정에서 솔리드 스테이트 릴레이는 출력 단자에 연결된 부하 전원 공급 장치의 스위치 상태를 비접촉식으로 제어합니다. 입력 단자는 제어 신호에만 연결할 수 있으며 부하는 출력 회로에만 연결해야합니다.

부하 유형에 따라 SSR은 DC-SSR (DC Solid State Relay) 및 AC-SSR (AC Solid State Relay)의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. DC-SSR은 DC 전원 공급 장치의 부하 스위치 역할을하고 AC-SSR은 AC 전원 공급 장치의 부하 스위치 역할을합니다. 그들은 서로 호환되지 않으며 혼합 될 수 없습니다.

1) 입력 단자 (IN)에서 제어 신호 전압이 입력 된 DC 솔리드 스테이트 릴레이 (그림 6.1, 왼쪽), 제어 신호는 포토 커플러를 통해 수신 회로에 연결되고 결국 신호는 트랜지스터의 스위칭 상태를 구동하는 증폭기. 당연히 DC 무 접점 릴레이의 출력 단자 (OUT)는 양극 단자 (+ 극)와 음극 단자 (-극)로 구분되어 있으므로 DC SSR 릴레이의 출력 단자를 제어 회로에 연결할 때 실수하지 않도록주의하십시오. .

2) AC 솔리드 스테이트 릴레이 (그림 6.1, 오른쪽)는 AC 부하 회로의 ON / OFF 상태를 제어하는 데 사용됩니다. DC 솔리드 스테이트 릴레이와 달리 AC SSR 릴레이는 양방향 사이리스터 (Triac) 또는 기타 AC 전자 스위칭 구성 요소를 사용합니다. 따라서 AC 솔리드 스테이트 릴레이의 출력 단자 (OUT)에는 양극 / 음극 단자가 없습니다.

제로 크로싱 AC 솔리드 스테이트 릴레이의 작동 원리

제로 크로싱 AC 솔리드 스테이트 릴레이는 다른 유형의 솔리드 스테이트 릴레이보다 더 완전하고 일반적이므로 AC 제로 크로싱 SSR 릴레이의 작동 세부 사항은 SSR 릴레이의 완전한 작동 원리를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.

1. 각 부분의 기능:

다음은 AC 제로 크로싱 SSR의 표현입니다 (그림 6.2). 그리고 블록 다이어그램의 A ~ E 회로는 Zero-Crossing AC SSR의 몸체를 형성합니다. 전체적으로 SSR 릴레이는 입력 단자 2 개 (③ 및 ④)와 출력 단자 2 개 (① 및 ②) 만있는 4 단자 부하 스위치입니다. AC Zero-Crossing SSR 릴레이가 동작 중일 때 ③과 ④ 단자에 특정 제어 신호가 추가되는 한 ①과 ② 단자 사이의 루프 ON / OFF 상태를 제어 할 수 있습니다.

Coupling Circuit A는 ③ 및 ④ 단자에 연결된 제어 장치에 I / O 채널을 제공하고 SSR의 입력 단자와 출력 단자 간의 연결을 전기적으로 차단하여 출력 회로가 간섭을받지 않도록합니다. 입력 회로. 커플 링 회로에서 가장 일반적으로 사용되는 부품은 입력 및 출력 단자 사이에 높은 동작 감도, 높은 응답 속도 및 높은 절연 내력 (내전압)을 가진 옵토 커플러입니다. 포토 커플러의 입력부하는 발광 다이오드 (LED)이기 때문에 무 접점 릴레이의 입력 값을 제어 장치의 입력 신호 레벨에 맞추기 쉽고 입력 단자를 연결할 수 있습니다. 즉, 솔리드 스테이트 릴레이는 논리 레벨 "1"및 "0"에 의해 제어 될 수 있습니다.

Trigger Circuit B의 기능은 Switching Circuit D가 작동하도록 구동하는 데 적합한 트리거 신호를 생성하는 것입니다. 그러나 특수 제어 회로가 추가되지 않으면 스위칭 회로가 고주파 간섭 (RFI)을 생성하여 더 높은 고조파와 스파이크로 그리드를 오염 시키므로 Zero-Crossing Detector Circuit C는이 문제를 해결하도록 특별히 설계되었습니다. .

Snubber Circuit E는 전원 공급 장치의 스파이크 및 서지가 스위칭 트랜지스터에 충격과 교란 (심지어 오작동)을 일으키는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 일반적으로 RC 회로 (저항-커패시터 회로, RC 필터 또는 RC 네트워크) 또는 비선형 저항 (예 : 배리스터)이 스 너버 회로로 사용됩니다. 전압 의존 저항 (VDR)이라고도하는 배리스터는인가 된 전압에 따라 저항 값이 비선형 적으로 변하는 전자 부품이며 가장 일반적인 유형의 배리스터는 산화 아연 비선형 저항 (MOV)과 같은 금속 산화물 배리스터 (MOV)입니다. ZNR).

2. 각 구성 요소의 기능:

아래 그림은 제로 크로싱 트리거 유형 AC-SSR의 내부 회로도입니다 (그림 6.3).

R1은 입력 신호 전류를 제한하고 옵토 커플러가 손상되지 않도록하는 전류 제한 저항입니다. LED는 입력 제어 신호의 입력 상태를 표시하는 데 사용됩니다. 다이오드 VD1은 입력 신호의 양극과 음극이 반전 될 때 광 커플러가 손상되는 것을 방지하는 데 사용됩니다. 옵토 커플러 OPT는 입력 및 출력 회로를 전기적으로 분리합니다. 삼극관 M1은 인버터 역할을하면서 동시에 사이리스터 SCR과 제로 크로싱 검출 회로를 구성하며, SCR 사이리스터의 작동 상태는 교류 전압 제로 검출 트랜지스터 M1에 의해 결정됩니다. VD2 ~ VD4는 전파 정류기 브리지 (또는 전파 다이오드 브리지) UR을 형성합니다. 트라이 악 BCR을 켜기위한 양방향 트리거 펄스는 SCR 및 UR에서 얻을 수 있습니다. R6은 BCR을 보호하는 데 사용되는 션트 저항기입니다. R7 및 C1은 서지 흡수 네트워크를 구성하여 전원 주전원의 스파이크 전압 또는 서지 전류를 흡수하여 스위칭 회로에 대한 충격이나 간섭을 방지합니다. RT는 과도한 온도로 인해 솔리드 스테이트 릴레이가 손상되는 것을 방지하기 위해 과열 보호기 역할을하는 서미스터입니다. VDR은 출력 회로가 과전압 일 때 솔리드 스테이트 릴레이를 보호하기 위해 전압을 클램핑하고 초과 전류를 흡수하는 전압 제한 장치 역할을하는 배리스터입니다.

3. 일하는 과정:

AC 제로 크로싱 솔리드 스테이트 릴레이는 전압이 0을 넘으면 켜지고 부하 전류가 0을 넘으면 꺼지는 특성이 있습니다.

옵토 커플러 OPT가 꺼지면 (즉, OPT의 제어 단자에 입력 신호가 없음) M1은 R2에서베이스 전류를 가져 와서 포화 상태가되고 켜집니다. 결과적으로 게이트 트리거 전압 (UGT)이 사이리스터 SCR은 낮은 전위로 클램핑되고 꺼집니다. 결과적으로, 트라이 악 BCR은 게이트 제어 단자 R6에 트리거 펄스가 없기 때문에 오프 상태에 있습니다.

솔리드 스테이트 릴레이의 입력 단자에 입력 제어 신호가인가되면 광 트랜지스터 OPT가 켜집니다 (즉, OPT의 제어 단자에 입력 신호가 있음). 주전원의 전압이 R2와 R3으로 나뉘어 진 후 지점 A의 전압이 M1의 제로 교차 전압 (예 : V_A>V_BE1)보다 크면 M1은 포화 전도 상태가되고 두 SCR BCR 사이리스터는 오프 상태가됩니다. 지점 A의 전압이 M1의 제로 크로싱 전압 (예 : V_A<V_BE1)보다 작 으면 M1이 차단 상태가되고 SCR이 작동하도록 트리거 된 다음 "R5의 트리거 펄스 → UR → SCR → UR → R6 "방향 (또는 반대 방향)은 BCR을 활성화하기 위해 BCR의 제어 극에서 얻어지며, 마지막으로 부하가 AC 주전원에 연결됩니다.

위의 과정을 통해 M1은 부하 전압이 0을 넘으면 무 접점 릴레이를 켜고 부하 전류가 0을 넘으면 무 접점 릴레이를 끄는 AC 전압 검출기로 사용됨을 알 수 있습니다. 그리고 제로 크로싱 감지기의 기능으로 인해 부하 회로가 부하에 미치는 영향이 그에 따라 감소하고 제어 루프에서 생성되는 무선 주파수 간섭도 크게 감소합니다.

4. 제로 크로싱의 정의:

여기서 제로 크로싱이 무엇인지 설명해야합니다. 교류에서 제로 크로싱은 전압이 존재하지 않는 순간 지점, 즉 AC 파형의 양의 반주기와 음의 반주기 사이의 접합점입니다. 교류의 각 사이클에서 일반적으로 두 개의 제로 크로싱이 있습니다. 그리고 전원이 제로 크로싱 지점에서 전환되면 전기 간섭이 발생하지 않습니다. AC 솔리드 스테이트 릴레이 (제로 크로싱 제어 회로 장착)는 입력 단자가 제어 신호에 연결되고 출력 AC 전압이 0을 교차 할 때 ON 상태가됩니다. 반대로 제어 신호가 꺼지면 SSR은 다음 영점 교차까지 OFF 상태가됩니다.

또한 솔리드 스테이트 릴레이의 제로 크로싱이 실제로 전원 전압 파형의 제로 볼트를 의미하지는 않는다는 점을 지적해야합니다. 그림 6.5는 AC 전압 사인파의 한 부분입니다. AC 스위칭 부품의 특성에 따라 그림에서 AC 전압은 SSR 출력 회로의 세 가지 상태에 해당하는 세 영역으로 나뉩니다. 그리고 U1과 U2는 각각 스위칭 부품의 임계 전압과 포화 전압을 나타냅니다.

1) Region Ⅰ은 Dead Region (Cut-Off 영역, Cut Out 영역, Turn Off 영역)으로 전압 범위의 절대 값이 0 ~ U1입니다. 이 구역에서는 입력 신호가 추가 되더라도 SSR 스위치를 켤 수 없습니다.

2) Region Ⅱ는 전압 범위 U1 ~ U2의 절대 값을 갖는 응답 영역 (Active 영역, Cut-On 영역, Cut In 영역 또는 Turn On 영역)입니다. 이 영역에서는 입력 신호가 추가 되 자마자 SSR이 즉시 켜지고 공급 전압이 증가하면 출력 전압이 증가합니다.

3) Region Ⅲ는 전압 범위의 절대 값이 U2보다 큰 Suppression Region (Saturation Region)입니다. 이 영역에서 스위칭 소자 (사이리스터)는 포화 상태입니다. 그리고 솔리드 스테이트 릴레이의 출력 전압은 전원 공급 장치 전압의 증가에 따라 더 이상 증가하지 않지만 전압이 증가함에 따라 전류가 증가하며 이는 솔리드 스테이트의 출력 회로의 내부 단락 상태로 간주 될 수 있습니다. 즉, 무 접점 릴레이는 전자 스위치로서 Switch-On 상태에 있습니다.

그림 6.6은 제로 크로싱 솔리드 스테이트 릴레이의 I / O 파형을 보여줍니다. 그리고 사이리스터의 특성으로 인해 출력 단자의 전압이 임계 전압 (또는 트리거 회로의 트리거 전압)에 도달 한 후 솔리드 스테이트 릴레이는 온 상태가됩니다. 그러면 솔리드 스테이트 릴레이가 포화 전압에 도달 한 후 실제 온 상태가되며 동시에 매우 낮은 온 상태 전압 강하를 생성합니다. 입력 신호가 꺼지면 부하 전류가 사이리스터의 유지 전류 또는 다음 AC 정류 지점 아래로 떨어질 때 (즉, SSR 릴레이가 꺼진 후 처음으로 부하 전류가 0을 통과 할 때) 솔리드 스테이트 릴레이가 꺼집니다. ).

이 장을 통해 솔리드 스테이트 릴레이의 사용 위치와 솔리드 스테이트 릴레이의 용도에 대해 알아 봅니다.

조명 제어 시스템 :

솔리드 스테이트 릴레이의 빠른 스위칭, 긴 수명 및 높은 신뢰성은 조명 제어 시스템에서 탁월합니다. 신호등 분야에서 신호등의 작업 환경은 복잡하지만 우수한 특성 (방습, 방폭, 부식 방지)을 가진 솔리드 스테이트 릴레이가 직면 할 수 있습니다. 또한 무 접점 릴레이는 10 밀리 초 이상의 스위칭 간격을 유지할 수 있기 때문에 자주 닫히고 열리는 신호 / 신호 점멸 신호등에 대한 요구 사항을 충족 할 수 있습니다. 그리고 무대 조명 제어 시스템 (일반적으로 연극, 무용, 오페라 및 기타 공연 예술 제작에 적용됨)에서 솔리드 스테이트 릴레이는 컴퓨터 시스템과 함께 작동하여 여러 조명을 제어하고 복잡한 조명 효과를 구현하여 무대 분위기를 높일 수 있습니다. .

격 제어 시스템 :

원격 제어 시스템은 일반적으로 전기 모터, 펄스 밸브 및 기타 기계와 같은 고전력 장비를 제어하기 위해 작은 전류 신호가 필요합니다. 기계적 접점이없는 전자식 스위칭 요소 인 솔리드 스테이트 릴레이는 유연한 제어, 높은 신뢰성, 높은 내구성, 스파크 없음, 소음 없음, 빠른 스위칭, 높은 작동 주파수, 강력한 간섭 방지 능력과 같은 뛰어난 장점을 가진 원격 제어 시스템에 널리 사용됩니다. 등

컴퓨터 수치 제어 기계 :

CNC 기계 (Computer Numerical Control Machinery)의 많은 기존 기계식 릴레이가 점차적으로 솔리드 스테이트 릴레이로 대체되고 있습니다. 우수한 내구성과 고감도 능력으로 인해 솔리드 스테이트 릴레이가 적용되어 CNC 가공의 고정밀 및 고품질을 보장합니다. CNC 기계의 서보 시스템에서 솔리드 스테이트 릴레이는 제어 신호를 지속적으로 수신하고 가공 기계를 정확하게 제어 할 수 있습니다.

가열 / 냉각 장비 :

일반적으로 가열 / 냉각 장비를 제어하는 방법에는 솔리드 스테이트 릴레이 (SSR), 사이리스터 모듈 (SCR 모듈) 및 AC 접촉기의 세 가지 방법이 있습니다. 현재 솔리드 스테이트 릴레이 및 SCR 모듈은 냉각 / 난방 장비에서 매우 일반적이지만 SCR 모듈은 비용 효율적이지 않으므로 솔리드 스테이트 릴레이는 전기 오븐, 커피 머신, 자동 판매기와 같은 가열 / 냉각 장비에서 가장 일반적입니다. 기계, 철판, 프라이어, 에어컨, 냉장고 등. 솔리드 스테이트 릴레이는 온도 제어 장비에서도 잘 작동합니다. 타이머 제어 SSR, 마이크로 컨트롤러 제어 SSR 및 PID 제어 SSR (비례-적분-미분 제어기)은 HVAC (난방, 환기 및 에어컨)와 같은 장치의 온도 안정성을 유지하기 위해 온도 제어 장치에 사용됩니다.

의료 기기:

의료 기기 분야에서 장비는 작동 빈도와 정밀한 작동에 대한 엄격한 요구 사항을 가지고 있으므로 의료 장비의 구성 요소는 우수한 성능 (고정밀도, 내구성 등)을 가져야합니다. 솔리드 스테이트 릴레이는 대부분의 의료 기기의 이러한 요구를 충족 할 수 있습니다. 예를 들어 적외선 방사 장치는 열 관성이 매우 크지 만 솔리드 스테이트 릴레이를 방사 플레이트에 연결하면 적외선 방사 온도를 매우 쉽게 제어 할 수 있습니다. 솔리드 스테이트 릴레이를 통해 장치.

전기 자동차 :

솔리드 스테이트 릴레이는 전기 자동차 분야에서 널리 적용됩니다. 예를 들어, 방폭형 솔리드 스테이트 릴레이는 전기 아크 및 진동 중 오작동을 방지하기 위해 연료 전지 차량 (수소 연료 전지)에 사용됩니다. 또한 각 고전압 전원 장치는 다중 솔리드 스테이트 릴레이, 퓨즈 및 필터 커패시터의 조합으로 보호됩니다.

화학 및 광산업 :

화학 및 광업 산업의 복잡한 작업 조건과 특수 요구 사항 (방폭, 방습 및 부식 방지 기능)을 고려할 때 기존의 기계식 릴레이는 이러한 요구 사항을 충족 할 수 없으므로 많은 솔리드 스테이트 릴레이가 사용됩니다. 대형 석탄 채광 엘리베이터에 장착 된 솔리드 스테이트 릴레이와 같은 주요 기계 장비의 중간 컨트롤러.

컴퓨터 제어 시스템 :

컴퓨터 제어 시스템 (컴퓨터 주변 장치 포함)은 릴레이에 대한 높은 요구 사항을 가지고 있지만 다양한 솔리드 스테이트 릴레이 유형은 컴퓨터 장치가 다양한 전원 장치를 제어하여 대형 기계 자동화 장비 또는 유압 및 공압 장비를 구동하는 데 도움이 될 수 있습니다. 상태 릴레이는 영점 교차, 우수한 전자기 호환성, 고감도, 빠른 스위칭 속도, 저수준 제어 신호, 논리 회로 (TTL, CMOS, DTL, HTL)와 호환 가능하며 마이크로 컴퓨터에 직접 연결할 수도 있습니다. 제어 장치 등.

더 많은 응용 프로그램 :

Industrial Devices --Industrial Processing, CNC Machine, Automated Assembly Line ...

Kitchen/Home Appliances -- Kitchen Appliances, Home Appliances  ...

Electric Motor -- DC Motor, AC Motor, Reversible Motor ...

Automatic Control System -- Programmable Controller, Electric Control Cabinet ...

Office Equipment -- Printer, Shredder ...

Battery Manage System -- Backup Power Supply, Charging Pile, New Energy ...

Welding/Cutting Machines -- Spot Welding Machine, Electric Welding Machine, Plasma Cutting Machine ...

Lighting Control System -- Stage Lighting, Smart Lighting, Traffic Lighting ...

Medical Device -- Ultrasonic Oscillator, Autoclave ...

다음은 실제 요구 사항에 따라 적절한 무 접점 릴레이를 선택할 때 고려해야 할 옵션입니다.

1) 부하 전압-AC 또는 DC

2) 부하 전류-최대 전류 및 최소 전류

3) 부하 유형-저항성, 유도 성 또는 용량 성

4) 입력 제어 신호-AC 또는 DC

5) 장착 방법-PCB, 패널 또는 DIN 레일 장착

6) 주변 온도-경감 계수 및 방열판 크기 계산

7) 국제 인증 – Underwriter Laboratories (UL), Canadian Standards Association (CSA), British Approvals Board of Telecommunications (BABT), Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE), Technischen Uberwachungs Vereine (TUV), Conformite Europeene (CE) 또는 기타.

부하 전압:

첫 번째 고려 사항은 AC-SSR 또는 DC-SSR이 선택되었는지 여부를 결정하기 위해 부하 전압이 AC 또는 DC인지 여부입니다. 둘째, 출력 정격 전압보다 클 수없고 무 접점 릴레이의 최소 전압보다 작은 부하 전원 공급 장치의 전압을 고려해야합니다. 그런 다음 부하 전압과 과도 전압의 크기를 고려하십시오. 부하 전압은 SSR 스위치 출력 단자에 적용되는 정상 상태 전압을 의미하고 과도 전압은 SSR 릴레이의 출력 단자가 견딜 수있는 최대 전압을 의미합니다. AC 유도 부하, 단상 모터 부하 또는 3 상 모터 부하가 전환되거나 통전 될 때 SSR 스위치 출력의 전압은 전원 공급 장치의 피크 전압의 두 배가 될 수 있으며이 전압은 과도 전압보다 클 수 없습니다. 과도한 충격 전압이 전자 스위치를 손상시키는 것을 방지하기 위해 SSR의. 따라서 SSR을 선택할 때 출력 전압에 여유를두고 RC 회로가있는 SSR 릴레이를 선택하여 솔리드 스테이트 릴레이를 보호하고 dv / dt를 최적화하는 것이 가장 좋습니다.

RC 회로 :

RC 필터, RC 스 너버 또는 RC 네트워크라고도하는 RC 회로는 저항과 커패시터로 구성된 회로입니다. 배리스터 흡수 회로와 RC 스 너버 회로가있는 솔리드 스테이트 릴레이를 선택하는 것이 좋습니다. RC 회로는 특정 주파수의 통과를 차단하고 다른 주파수 신호를 통과시켜 간섭 신호를 필터링합니다. 또한 RC 회로를 사용하여 출력 전압 (dv / dt)의 상승률을 줄이고 서지 전압을 흡수하며 과도한 과도 전압 / 전류를 억제하며 과전압으로 인한 무 접점 릴레이가 끊어지는 것을 방지 할 수 있습니다. .

부하 전류 :

솔리드 스테이트 릴레이의 출력 전류 값은 SSR의 출력 단자를 통해 흐르는 정상 상태 전류이며, 일반적으로 SSR 출력 단자에 연결된 부하의 전류와 같습니다. SSR 스위치의 스위칭 소자는 온도에 매우 민감하고 과전류로 인해 많은 양의 열이 발생할 수 있으므로 SSR의 과부하 기능이 약합니다. 따라서 SSR 계전기의 출력 전류는 정격 출력 전류를 초과하지 않아야하며, 특히 서지 전류를 생성하기 쉬운 유도 성 / 용량 성 부하 및 다음으로 생성 된 돌입 전류의 경우 서지 전류는 과부하 용량을 초과하지 않아야합니다. 전원 공급 장치 자체.

출력 전류는 무 접점 릴레이의 수명을 줄이는 과도한 돌입 전류를 방지하기 위해 여유가 필요합니다. 일반 저항 부하의 경우 정격 유효 작동 전류 값은 공칭 값의 60 %를 기준으로 선택할 수 있습니다. 또한 출력 루프를 보호하거나 릴레이 출력에 RC 싱크 루프와 배리스터 (MOV)를 추가하기 위해 고속 퓨즈와 공기 스위치를 고려할 수 있습니다. 배리스터 선택 사양은 220VAC SSR의 경우 500V ~ 600V MOV, 380VAC SSR의 경우 800V ~ 900V MOV를 선택하는 것입니다.

돌입 전류 :

거의 모든 제어 부하는 전원을 켤 때 큰 돌입 전류를 생성합니다. 예를 들면 :

1) 백열등 및 전기로 등과 같은 전기 가열 장치. 순전히 저항성 부하로 양의 안정성 계수를 갖지만 저온에서는 저항이 작기 때문에 시동시 전류가 몇 배를 초과합니다. 정상 상태 전류.

2) 일부 유형의 램프는 소손 될 때 임피던스가 낮습니다.

3) 모터를 켜고 로터를 잠그고 끄면 큰 돌입 전류와 전압이 발생합니다. Locked-rotor는 속도가 0rpm 일 때 모터가 여전히 토크를 출력하는 상황이며, 그 동안 모터의 역률은 매우 낮고 전류는 정격 전류의 최대 7 배가 될 수 있습니다.

4) 중간 릴레이 또는 솔레노이드 밸브가 확실하게 닫히지 않고 바운스되면 큰 돌입 전류도 발생합니다.

5) 커패시터 뱅크 또는 커패시터 전원 공급 장치가 전환되면 유사한 단락 상태가 발생하고 매우 큰 전류가 생성됩니다.

6) 커패시터 정류 형 모터가 반전되면 커패시터 전압과 공급 전압이 SSR의 출력 단자에 중첩되고 SSR은 공급 전압의 두 배의 서지 전압을 견딜 수 있습니다.

과도한 돌입 전류는 SSR 내부의 반도체 스위치를 손상시킬 수 있습니다. 따라서 릴레이를 선택할 때 제어 된 부하의 서지 특성을 먼저 분석하여 릴레이가 돌입 전류를 견딜 수있는 동시에 정상 상태의 작동을 보장해야합니다. 솔리드 스테이트 릴레이의 정격 전류는 실제 요구 사항의 경감 계수에 따라 선택해야합니다. 또한 선택한 릴레이가 빈번한 작동, 긴 수명 및 높은 신뢰성이있는 장소에서 작동해야하는 경우 작동의 신뢰성을 보장하기 위해 알려진 경감 계수를 기준으로 정격 전류를 0.6으로 나누어야합니다. 또한 저항 또는 인덕터를 출력 루프에 직렬로 연결하여 전류를 추가로 제한 할 수 있습니다.

주의 : 부하 시작 전류를 선택하는 기준으로 SSR 서지 전류 값을 사용하지 마십시오. SSR 릴레이 서지 전류 값은 반 (또는 1) 전원 공급주기, 즉 10ms 또는 20ms의 전제 조건을 가진 전자 스위치의 서지 전류를 기반으로하기 때문입니다.

부하 유형 :

부하는 전기 임피던스에 따라 저항 부하 유형 (또는 순수 저항 부하), 유도 부하 유형 및 용량 부하 유형의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 이 두 가지 유형의 부하는 유효 전력을하지 않기 때문에 일반적인 전기 제품에는 순수 유도 부하와 순수 용량 부하가 없습니다. 직렬 병렬 회로에서 용량 성 리액턴스가 유도 성 리액턴스보다 크면 회로는 용량 성 부하입니다. 그 반대.

저항 부하 :

요컨대 저항 형 부품에 의해서만 작동하는 부하는 저항성 부하라고합니다. 그러나 일부 부하는 낮은 온도에서 낮은 저항을 가지므로 시작 전류가 더 커집니다. 예를 들어, 전기로가 방금 켜졌을 때 전류는 안정된 전류보다 1.3-1.4 배 더 큽니다. 백열등이 켜지면 전류는 정상 전류보다 10 배 더 큽니다.

Q1 : 저항 부하의 특성은 무엇입니까 (작업시)?

A1 : DC 회로에서 전류와 전압 사이의 관계는 기본 옴의 법칙 I = U / R에 따릅니다. AC 회로에서 전류 위상은 전압의 위상과 동일합니다 (전원 공급 장치와 비교).

Q2 : 저항 부하 란 무엇입니까?

A2 : 전기 저항으로 가열되는 가열 장치 (저항로, 오븐, 전기 온수기, 뜨거운 기름 등) 및 저항선에 의존하여 빛을 방출하는 램프 (요오드 텅스텐 램프, 백열등 등) .

유도 부하 :

일반적으로 유도 부하는 고전력 전기 제품 (냉장고, 에어컨 등)과 같은 전자기 유도 원리 (인덕턴스 매개 변수 포함)를 적용하는 부하입니다. 유도 성 부하는 회로의 역률을 증가시키고 유도 성 부하를 통과하는 전류는 급격하게 변할 수 없습니다. 시작시 유도 부하는 정상 작동을 유지하는 데 필요한 전류보다 훨씬 더 큰 시작 전류 (약 3 ~ 7 배)를 필요로합니다. 예를 들어, 비동기 모터의 시동 전류는 정격 값의 5-7 배이고 DC 모터의 시동 전류는 AC 모터의 시동 전류보다 약간 큽니다. 일부 메탈 할라이드 램프는 켜짐 시간이 최대 10 분이고 펄스 전류는 정상 상태 전류의 최대 100 배입니다.

또한 전원을 켜거나 끌 때 유도 부하는 역기전력 (보통 공급 전압의 1-2 배)을 생성하고 역기전력 (약어로 역기전력 또는 간단히 CEMF)이 전원 공급 장치 전압, 결과 전압은 공급 전압의 최대 3 배입니다. 따라서 부하 유형이 유도 부하 인 경우 무 접점 릴레이의 출력 단자는 부하 전압의 1.6 ~ 1.9 배의 내전압으로 배리스터를 연결해야합니다. 카운터 EMF는 L과 di / dt에 따라 변하는 무한한 값이며, 현재 변화율 (di / dt)이 너무 높으면 SSR이 손상됩니다. 실제 애플리케이션에서 CEMF는 직렬 인덕턴스 L로 줄일 수 있으며 L 인덕턴스의 크기는 크기와 비용에 따라 달라집니다.

Q3 : 유도 부하의 특성은 무엇입니까 (작업시)?

A3 : 유도 부하가 지연되고 있습니다 (전류가 전압보다 지연됨). DC 회로에서 유도 부하는 전류가 흐르고 에너지가 인덕터에 저장되도록 허용하며 전류는 전압보다 뒤쳐집니다. AC 회로에서 전류 위상은 전압 위상 (전원 공급 장치에 비해)보다 뒤처지고 위상은 최대 1/4주기 (또는 90도) 지연 될 수 있습니다.

Q4 : 유도 부하 란 무엇입니까?

A4 : 에너지가 공급 된 가스에 의존하여 빛을 방출하는 램프 (주광 램프, 고압 나트륨 램프 또는 HPS 램프, 수은 램프, 금속 할로겐 램프 등) 및 고전력 전기 장비 (모터 기반 장비, 압축기, 릴레이 등).

용량 성 부하 :

일반적으로 커패시턴스 매개 변수가있는 부하를 용량 성 부하라고하며 용량 성 부하는 회로의 역률을 감소시킵니다. 충전 또는 방전 중에는 커패시터 양단의 전압이 갑자기 변경 될 수 없기 때문에 용량 성 부하는 단락과 동일합니다.

Q5 : 유도 부하의 특성은 무엇입니까 (작업시)?

A5 : 용량 성 부하가 선두입니다 (전류가 전압을 유도함). DC 회로에서 용량 성 부하는 전류가 흐르는 것을 방지하지만 에너지를 저장할 수 있습니다. AC 회로에서 전류 위상은 전압 위상 (전원 공급 장치에 비해)보다 앞서고 위상은 최대 1/4주기 (또는 90도)로 이어질 수 있습니다.

Q6 : 유도 부하 란 무엇입니까?

A6 : 보상 커패시터와 같은 커패시터가있는 장치. 스위칭 전원 공급 장치, IT 장비 등과 같은 전력 제어 장치

부하 유형에 따른 무 접점 릴레이 선택 방법

1) 유도 성 및 용량 성 부하의 경우 AC 솔리드 스테이트 릴레이가 켜지는 동안 릴레이의 출력 단자에 큰 dv / dt (전압 지수 상승률)가 적용되는 경우 dv / dt가 더 높은 솔리드 스테이트 릴레이를 권장합니다. /떨어져서.

2) AC 저항 부하 및 대부분의 AC 유도 부하의 경우 제로 크로싱 릴레이를 사용하여 부하 및 릴레이의 수명을 연장하고 자체 RF 간섭을 줄일 수 있습니다.

3) 위상 출력 컨트롤러는 랜덤 타입의 솔리드 스테이트 릴레이를 사용해야합니다.

* 역률 :

전기 공학에서 AC 전원 시스템의 역률은 회로의 피상 전력에 대한 부하로 흐르는 실제 전력의 비율로 정의되며 -1 대 1의 폐쇄 간격에서 무 차원 숫자입니다. 지정되지 않음 일반 제품의 부하 전력은 피상 전력 (유효 전력 및 무효 전력 모두 포함)입니다. 그러나 유도 부하의 일반적인 사양은 종종 유효 전력의 크기를 제공합니다. 예를 들어 형광등은 15 ~ 40W (유효 전력)로 표시되어 있지만 안정기는 약 8W의 전력을 소비하므로 총 전력을 계산하려면 15 ~ 40W에 8W를 더해야합니다. 제품의 유도 부분 (즉, 무효 전력량)은 주어진 역률로부터 계산할 수 있습니다.

입력 제어 신호 :

1) 입력 제어 전압 : 입력 제어 전압은 3 ~ 32V의 넓은 범위를 가지고 있습니다.

2) 입력 제어 전류 : DC SSR 및 AC 단상 SSR의 입력 전류는 일반적으로 약 10mA이고 AC 3 상 SSR의 입력 전류는 일반적으로 약 30mA이며 15mA 미만으로 맞춤 설정할 수도 있습니다.

3) 제어 주파수 : AC 솔리드 스테이트 릴레이의 제어 작동 주파수는 일반적으로 10HZ를 초과하지 않으며 DC 솔리드 스테이트 릴레이 제어 신호주기는 릴레이의 "켜짐 시간"과 "꺼짐 시간"의 합의 5 배 이상이어야합니다.

장착 방법 :

대부분의 경우 부하 전력은 SSR이 PCB, 패널 또는 DIN 레일에 장착되는지 여부를 제한합니다.

주변 온도 :

릴레이가 on 상태에 있으면 P = V (온 상태 전압 강하) × I (부하 전류)의 소산 전력을 견딜 수 있으며 SSR의 부하 용량은 주변 온도 및 자체의 영향을 크게받습니다. 온도. 주변 온도가 너무 높으면 SSR의 부하 용량이 필연적으로 감소하고 SSR 스위치가 제어되지 않거나 영구적으로 손상 될 수 있습니다. 따라서 실제 작업 환경에 따라 일정한 여유를 설정하고 방열 조건을 확보하기 위해 적절한 방열판 크기를 선택해야합니다. 5A보다 큰 부하 전류의 경우 방열판을 설치해야합니다. 100A 이상의 전류의 경우 강력한 냉각을 위해 방열판과 팬을 장착해야합니다. SSR 계전기를 고온 (40 ° C ~ 80 ° C)에서 장시간 작동하면 정상 작동을 보장하기 위해 제조업체에서 제공하는 최대 출력 전류 및 주변 온도 곡선에 따라 부하 전류를 줄일 수 있으며, 부하 전류는 일반적으로 정격 값의 1/2 이내로 제어됩니다.

* 경감 요인 :

아래 표는 실온에서 다양한 부하에 적용되는 무 접점 계전기의 정격 출력 전류에 대해 권장되는 경감 계수를 보여줍니다 (과부하 용량 및 부하 서지 전류를 고려함).

경감 계수를 사용하는 방법에는 두 가지가 있습니다.

1) 무 접점 릴레이의 정격 전류 값은 다양한 환경 및 다양한 부하 유형의 경감 계수에 따라 선택할 수 있습니다. SSR 릴레이의 정격 전류는 부하의 연속 전류 값을 경감 계수로 나눈 값과 같습니다.

2) 무 접점 계전기를 선택하고 부하 유형이나 환경이 변경되면 부하 전류는 특정 환경에서 부하 곡선 및 경감 계수에 따라 조정되어야합니다. 경감 계수를 곱한 조정 된 전류는 솔리드 스테이트 릴레이의 정격 값보다 낮아야합니다.

또한 더 빈번한 작동, 더 긴 수명, 더 안정적인 신뢰성 성능이 필요한 애플리케이션에서 SSR을 실행하는 경우 표의 데이터를 기반으로 경감 계수를 0.6으로 더 곱해야합니다. 그러나 부하 전류는 솔리드 스테이트 릴레이의 최소 출력 전류보다 낮아서는 안됩니다. 그렇지 않으면 릴레이가 켜지지 않거나 출력 상태가 비정상이됩니다.

1) 제품의 실제 적용 조건은 반도체 릴레이의 매개 변수 및 특성 곡선의 요구 사항을 완전히 준수해야합니다.

2) SSR은 낮은 또는 높은 고조파 구성 요소가 많은 애플리케이션에서 사용해서는 안됩니다 (예 : 인버터 출력에서 여러 세트의 부하를 개별적으로 전환해야 함). 반도체 릴레이를 인버터에서 전자 스위치로 사용하는 경우 고조파가 높아서 솔리드 스테이트 릴레이가 안정적으로 전환되지 않을 수 있으며 SSR 릴레이 내부의 RC 회로가 과열로 인해 폭발 할 수 있습니다.

3) SSR 릴레이는 강력한 전자기 간섭 소스 및 RF 간섭 소스에서 멀리 떨어져 있어야 SSR이 안정적이고 안전하게 작동하여 제어 손실을 방지 할 수 있습니다.

4) 인쇄 회로 기판에 직접 장착 할 수있는 정격 전류 1 ~ 5A의 무 접점 릴레이를 제외하고 다른 무 접점 릴레이에는 적절한 방열판이 장착되어야합니다. SSR베이스 플레이트와 방열판 사이에 열 그리스를 바르고 열을 최적으로 분산 시키려면 단단히 조여야합니다. 또는 SSR 릴레이 백플레인 근처에 온도 제어 스위치를 설치하고 온도 제어 지점은 일반적으로 75 ° C에서 80 ° C 사이로 설정됩니다.

5) 입력 제어 신호의 입력 전압이 너무 높고 SSR의 정격 매개 변수를 초과하면 입력 저항을 입력 회로에 직렬로 연결하여 초과 값을 줄일 수 있습니다. 마찬가지로 입력 전류가 너무 크면 션트 저항을 입력 포트에 병렬로 연결할 수 있습니다.

6) 제어 신호 및 부하 전원 공급 장치가 안정되어야하며 변동이 10 %를 초과하지 않아야합니다. 그렇지 않으면 전압 조정 조치를 취해야합니다.

7) 변압기의 1 차 회로를 제어하기 위해 솔리드 스테이트 릴레이를 사용하는 경우 1 차 회로에 대한 2 차 회로의 과도 전압의 영향을 고려해야합니다. 또한 전류가 양방향으로 비대칭이기 때문에 변압기는 포화로 인한 서지 전류를 생성 할 수도 있습니다. 이 경우 오실로스코프를 사용하여 발생할 수있는 돌입 전류 및 전압을 측정 할 수 있으므로 적절한 SSR 및 보호 조치를 선택할 수 있습니다.

8) 무 접점 릴레이의 출력은 완전히 절연되지 않았으며, 부하 전원이 출력 단자에 공급되면 무 접점 릴레이가 작동하지 않더라도 출력 단자에 약간의 누설 전류가 있으므로주의해야합니다. 회로를 사용하고 설계 할 때. 유지 보수 중에 서비스 담당자는 출력 회로를 확인하기 전에 전원 공급 장치를 차단해야합니다.

9) 고장으로 인해 솔리드 스테이트 릴레이를 교체해야하는 경우 원래 애플리케이션 회로와 일치하고 시스템의 안정적인 작동을 보장하기 위해 동일한 모델 또는 기술 매개 변수를 가진 SSR 릴레이를 권장합니다.

1) 케이스 온도가 상승하거나 라디에이터가 없을 때 정격 출력 전류가 떨어지기 때문에 과부하로 인한 SSR의 영구적 인 손상을 방지하기 위해 테스트 전에 출력 전류와 쉘 온도 (주변 온도) 간의 관계를 알아야합니다.

2) DC-SSR의 on / off 전압을 테스트 할 때 입력 전압이 너무 오랫동안 on과 off 사이의 상태를 유지할 수 없습니다. 그렇지 않으면 출력 단자의 전력 소비가 급격히 상승하여 출력 스위칭이 소손됩니다. 구성 요소.

3) 테스트 중 동작 속도를 임의로 높이 지 마십시오 (보통 입력 신호의 한주기는 on / off 시간의 합계의 5 배 이상이어야합니다). 그렇지 않으면 SSR 릴레이가 큰 동적으로 작동하지 않습니다. 스위칭 손실 또는 출력 스위칭 구성 요소조차도 소손됩니다.

4) 솔리드 스테이트 릴레이는 오프 상태에서 출력 단자간에 완전한 절연을 달성 할 수 없으며 출력 단자에 특정 누설 전류가 있습니다. 유전체 내전압 및 절연 저항을 더 높은 전압에서 테스트하면 감전되기 쉽기 때문에 절연 저항 또는 내전압을 출력 단자에서 테스트해서는 안됩니다.