رله چیست و چه کاربردی دارد ؟ 

ما از رله‌ها برای طیف وسیعی از کاربردها مانند اتوماسیون خانگی، اتومبیل‌ها و دوچرخه‌ها (خودرو)، کاربردهای صنعتی، پروژه‌های DIY، تجهیزات تست و اندازه‌گیری و بسیاری از موارد دیگر استفاده می‌کنیم. اما رله چیست؟ رله چگونه کار می کند؟ کاربردهای رله چیست؟ در این مطلب اطلاعات بیشتری در مورد رله ها را بررسی می کنیم. همچنین درصورتی که پس از آشنایی بیشتر با کاربردهای مهم رله، قصد خرید رله با قیمتی مناسب و کیفیتی عالی را داشتید، می توانید به فروشگاه اینترنتی دیجی قطعه مراجعه کنید.

انواع رله های الکترونیکی

رله الکتریکی

تاکنون ما مجموعه ای از قطعات ورودی را دیده ایم که می‌تواند برای شناسایی یا “حس” انواع متغیرهای فیزیکی و سیگنالها استفاده شود و بنابراین سنسور نامیده می‌شوند. اما انواع مختلفی از دستگاه‌های الکتریکی و الکترونیکی نیز وجود دارند که به عنوان قطعات خروجی طبقه بندی می‌شوند که برای کنترل یا اجرای برخی از فرایندهای فیزیکی خارجی استفاده می‌شوند. این قطعات خروجی معمولاً محرک نامیده می‌شوند.

محرک‌ها یک سیگنال الکتریکی را به یک مقدار فیزیکی متناظر مانند حرکت، نیرو، صدا و غیره تبدیل می‌کنند. همچنین یک محرک به عنوان مبدل طبقه بندی می‌شود زیرا نوع دیگری از کمیت فیزیکی را به نوع دیگری تغییر‌می دهد و معمولاً توسط سیگنال فرمان ولتاژ پایین فعال یا کار می‌کند. محرک‌ها را می‌توان بر اساس تعداد حالت‌های پایدار خروجی آنها به عنوان قطعات دودویی یا پیوسته طبقه بندی کرد.

رله الکترونیکی

به عنوان مثال، یک رله یک عملگر دودویی است زیرا دارای دو حالت پایدار است، یا دارای انرژی و قفل شده است و یا بدون انرژی و بدون قفل است، در حالی که موتور یک محرک مداوم است زیرا می‌تواند از طریق یک حرکت کامل 360 بچرخد. متداول ترین نوع محرک‌ها یا دستگاه‌های خروجی رله‌های الکتریکی، چراغ‌ها ، موتورها و بلندگوها هستند.

قبلاً دیدیم که می‌توان از سلونوئیدها برای باز کردن الکتریکی قفل‌ها، درها ، باز یا بستن دریچه‌ها و در انواع کاربردهای رباتیک و مکاترونیکی و غیره استفاده کرد. با این حال، اگر از پیستون برقی برای کار یک یا چند مجموعه تماس الکتریکی استفاده شود، ما دستگاهی به نام رله داریم که بسیار مفید است و می‌تواند به طرق مختلف به تعداد زیادی مورد استفاده قرار گیرد و در این مقاله آموزشی به بررسی رله های الکتریکی خواهیم پرداخت.

رله‌های الکتریکی را می‌توان به رله‌های مکانیکی موسوم به “رله های الکترومکانیکی” و آنهایی که از ترانزیستورهای نیمه هادی، تریستور، تریاک و غیره استفاده می‌کنند، به عنوان قطعه سوئیچینگ خود تحت عنوان “رله های حالت جامد” یا SSR تقسیم بندی کرد.

رله الکترومکانیکی

اصطلاح رله به طور کلی به قطعه ای گفته می‌شود که در پاسخ به استفاده از سیگنال کنترل، برق بین دو یا چند نقطه را برقرار می‌کند. متداول ترین و پرکاربردترین نوع رله الکتریکی، رله الکترومکانیکی یا EMR است.

اساسی ترین کنترل هر تجهیزات توانایی “روشن” و “خاموش” بودن آن است. ساده ترین راه برای این کار استفاده از سوئیچ ها برای قطع برق است. اگرچه می توان از سوئیچ‌ها برای کنترل چیزی استفاده کرد اما معایب خود را دارند. بزرگترین مورد این است که آنها باید به صورت دستی (فیزیکی) “روشن” یا “خاموش” شوند. همچنین، آنها نسبتاً بزرگ، آهسته هستند و فقط جریان‌های الکتریکی کوچک را تغییر می‌دهند.

رله‌های الکتریکی، در اصل کلیدهای الکتریکی هستند که در اشکال، اندازه‌ها و درجه بندی‌های مختلفی متناسب با انواع کاربردها هستند. رله‌ها همچنین می‌توانند دارای تماس‌های تک یا چندگانه در یک بسته واحد با رله‌های الکتریکی بزرگتر باشند که برای برنامه های سوئیچینگ ولتاژ شبکه یا جریان بالا استفاده می‌شود، که “کنتاکتور” نامیده می‌شوند. خرید انوع کنتاکتور نیز به راحتی از سایت دیجی قطعه امکان پذیر است.

علت استفاده از رله در مدار الکتریکی

در این آموزش در مورد رله‌های الکتریکی، ما فقط به اصول اساسی کارایی رله‌های الکترومکانیکی “کار سبک” می‌پردازیم که می‌توانیم آنها را در کنترل موتور یا مدارهای رباتیک استفاده کنیم. از این رله‌ها در مدارهای کنترل یا سوئیچینگ الکتریکی و الکترونیکی عمومی که مستقیماً بر روی بردهای PCB نصب می‌شوند یا ایستاده بصورت آزاد استفاده می‌شوند و در آنها جریان بار به طور معمول کسری از آمپر تا بیش از 20 آمپر است. مدار رله در کاربردهای الکترونیکی رایج است.

همانطور که از نام آنها پیداست، رله‌های الکترومکانیکی دستگاه‌های الکترومغناطیسی هستند که شار مغناطیسی تولید شده با استفاده از سیگنال کنترل الکتریکی ولتاژ پایین AC یا DC را از طریق پایانه‌های رله، به یک نیروی مکانیکی کششی تبدیل می‌کنند که تماس های الکتریکی را درون رله به کار می‌گیرد. رایج ترین شکل رله الکترومکانیکی از یک سیم پیچ انرژی دار به نام “مدار اولیه” در اطراف هسته آهن نفوذ پذیر تشکیل شده است.

این هسته آهنی هم دارای یک قسمت ثابت به نام یوغ است و هم دارای یک قسمت فنری متحرک به نام آرماتور، که مدار میدان مغناطیسی را با بستن شکاف هوا بین سیم پیچ الکتریکی ثابت و آرماتور متحرک تکمیل می‌کند. آرماتور به صورت لولایی یا چرخشی است و به آن اجازه می‌دهد تا آزادانه در داخل مغناطیسی ایجاد شده بسته شود و تماس‌های الکتریکی متصل به آن را ببندد. بین یوغ و آرماتور به طور معمول یک فنر (یا فنر) برای برگشت به “تنظیم مجدد” کنتاکت‌ها به موقعیت اولیه آنها هنگامی که سیم پیچ رله در حالت “بی انرژی” باشد، به عنوان مثال “خاموش” وجود دارد.

ساختار رله الکترومکانیکی

در رله ساده ما در بالا، ما دو مجموعه کنتاکت رسانای الکتریکی داریم. رله‌ها ممکن است “به طور معمول باز” یا “به طور معمول بسته” باشند. یک جفت کنتاکت به صورت عادی باز طبقه بندی می‌شوند (NO) یا تماس ایجاد می‌کنند و مجموعه دیگری که به طور معمول بسته (NC) یا قطع کننده تماس هستند. در حالت نرمال باز، فقط هنگامی که جریان الکتریکی “روشن” باشد و کنتاکت‌های سوئیچ به سمت سیم پیچ القایی کشیده شوند، کنتاکت‌ها بسته می‌شوند.

در حالت نرمال بسته، وقتی جریان میدان خاموش است، کنتاکت‌ها برای همیشه بسته می‌شوند زیرا کنتاکت‌های سوییچ به حالت عادی خود برمی‌گردند. این اصطلاحات به طور نرمال باز، نرمال بسته و یا کنتاکت‌های ایجاد و شکستن به وضعیت کنتاکت‌های الکتریکی مربوط می‌شود  هنگامی که سیم پیچ رله “بدون انرژی” باشد، یعنی هیچ منبع تغذیه ای به سیم پیچ رله متصل نباشد. عناصر کنتاکت‌ها ممکن است از طرح های تکی یا دوتایی ساخت یا شکستن باشند. نمونه ای از این ترتیب در زیر آورده شده است.

کنتاکت‌های رله‌ها قطعه‌های فلزی رسانای الکتریکی هستند که با تکمیل یک مدار با یکدیگر تماس گرفته و اجازه می‌دهند جریان مدار برقرار شود که مانند یک سوئیچ عمل می‌کند. وقتی کنتاکت‌ها باز هستند، مقاومت بین کنتاکت‌ها بسیار زیاد در واحد مگا اهم است و یک مدار باز ایجاد می‌کند و جریانی در مدار جاری نمی‌شود.

هنگامی که کنتاکت‌ها بسته می‌شوند، مقاومت کنتاکت باید صفر باشد، این یک اتصال کوتاه است، اما همیشه اینطور نیست. تمام کنتاکت‌های رله با بسته شدن دارای مقدار مشخصی “مقاومت کنتاکت” هستند و به این “مقاومت روشن” می گویند، مشابه FET.

با یک رله و کنتاکت جدید، این مقاومت روشن بسیار کوچک خواهد بود، به طور کلی کمتر از 0.2Ω است زیرا نوک‌ها جدید و تمیز هستند، اما با گذشت زمان مقاومت نوک افزایش می یابد.

مثلا اگر کنتاکت‌ها  جریان بار مثلاً 10A را عبور دهند،افت ولتاژ در کنتاکت ها با استفاده از قانون اهم 0.2×10=2v ولت است که اگر ولتاژ تغذیه 12 ولت باشد ولتاژ بار فقط 10 ولت خواهد بود (12 – 2) با شروع سایش نوک‌های کنتاکت، و اگر به درستی دربرابر بارهای القایی یا خازنی بالا محافظت نشوند، آنها نشانه هایی از آسیب قوسی را هنگامی که جریان مدار همچنان خواهان جاری شدن در مدار با باز شدن کنتاکت‌ها هنگامی که سیم پیچ رله بدون انرژی شده است را نشان خواهند داد.

این قوس یا جرقه زدن در دو سر کنتاکت ها باعث می‌شود که مقاومت کنتاکت نوک‌ها افزایش یابند که باعث آسیب دیدن بیشتر نوک‌های کنتاکت شود. در صورت مجاز بودن به ادامه دادن، نوک‌های کنتاکت ممکن است تا حدی سوخته و آسیب ببینند که از نظر فیزیکی بسته می‌شوند اما جریان کم یا جریانی را عبور نمی‌دهند.

اگر این آسیب قوسی شدید شود، در نهایت کنتاکت‌ها “جوش داده می‌شوند” و باعث ایجاد یک اتصال کوتاه و آسیب احتمالی به مدار کنترل شده می‌شوند. اگر اکنون مقاومت در برابر کنتاکت به دلیل قوس  کنتاکت به 1Ω افت ولتاژ در دو سر کنتاکت‌ها برای جریان بار مشابه به 1x 10 = 10 ولت dc افزایش می‌یابد. این افت ولتاژ بالا در کنتاکت‌ها ممکن است برای مدار بار غیر قابل قبول باشد، به خصوص اگر با ولتاژ 12 یا حتی 24 ولت کار کند، پس باید رله معیوب تعویض شود.

برای کاهش اثرات قوس تماسی و مقاومت‌های زیاد، نوک‌های کنتاکت مدرن از انواع آلیاژهای پایه نقره ساخته شده یا با آنها پوشانده شده است تا طول عمر آنها مطابق جدول زیر باشد.

مواد نوک کنتاکت رله الکتریکی

Ag ( نقره خوب) :

1. رسانایی الکتریکی و حرارتی بالاتری در بین فلزات دارد.
2. مقاومت کم در برابر تماس دارد، ارزان و بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
3. کنتاکت ها به راحتی از طریق تاثیر سولفوریزه لکه دار می شوند.

AgCu (مس نقره ای) :

1. به عنوان کنتاکت های “نقره سخت” شناخته می شود و مقاومت در برابر سایش بهتر و تمایل کمتری به قوس و جوش دارد ، اما مقاومت در برابر کنتاکت کمی بالاتر است.

AgCdo(اکسید کادمیوم نقره) :

1- تمایل بسیار کم به قوس و جوشکاری ، مقاومت خوب در برابر سایش و خواص خاموش کنندگی قوس.

AgW (تنگستن نقره ای) :

1. سختی و نقطه ذوب زیاد است، مقاومت در برابر قوس عالی است.
2. فلز گرانبها نیست.
3. برای کاهش مقاومت ، فشار کنتاکت بالا لازم است.
4. مقاومت کنتاکت نسبتاً زیاد است و مقاومت در برابر خوردگی ضعیف است.

AgNi (نیکل نقره) :

1. برابر است با رسانایی الکتریکی نقره ، مقاومت در برابر قوس عالی.

AgPd (پالادیوم نقره) :

1. سایش کم تماس ، سختی بیشتر.
2. گران.

آلیاژهای پلاتین ، طلا و نقره :

1. مقاومت خوب در برابر خوردگی، که عمدتا برای مدارهای کم جریان استفاده می‌شود.

ورق‌های داده سازندگان رله حداکثر محدوده کنتاکت را فقط برای بارهای DC مقاومتی ارائه می‌دهند و این میزان برای بارهای AC یا بارهای بسیار القایی یا خازنی بسیار کاهش می یابد. به منظور دستیابی به عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالا هنگام سوئیچینگ جریان های متناوب با بارهای القایی یا خازنی ، نوعی سرکوب قوس یا دفع قوس در کنتاکت‌های رله مورد نیاز است.

افزایش طول عمر نوک‌های رله با کاهش میزان قوس تولید شده در هنگام باز شدن، با اتصال شبکه مقاومت-خازن به نام شبکه اسنابر RC به صورت موازی با نوک‌های کنتاکت رله الکتریکی حاصل می‌شود. اوج ولتاژ، که در لحظه باز شدن کنتاکت‌ها رخ می‌دهد، با حفظ امنیت به راحت توسط شبکه RC اتصال کوتاه می‌شود، بنابراین هر قوس تولید شده در نوک کنتاکت را سرکوب می کند. برای مثال:

مدار اسنابر رله الکتریکی

انواع کنتاکت رله الکتریکی

همانند توضیحات استاندارد مربوط به حالت نرمال باز (NO) و به طور نرمال بسته (NC) که برای توصیف چگونگی اتصال کنتاکت‌های رله استفاده می‌شود، تنظیمات کنتاکت رله را نیز می توان با توجه به عملکرد آنها طبقه بندی کرد. رله‌های الکتریکی را می توان از یک یا چند کنتاکت جداگانه سوئیچ تشکیل داد که از هر “کنتاکت” به عنوان “پل” یاد می‌شود. هر یک از این کنتاکت‌ها یا پل ها را می توان با انرژی دادن به سیم پیچ رله به هم متصل یا “جدا” کرد و این باعث می‌شود که توصیف انواع کنتاکت به صورت زیر باشد:

SPST – تک پل تک پرتاب

SPDT – تک پل دو پرتاب

DPST – تک پرتاب دو پل

DPDT – دو پل دو پرتاب

عملکرد کنتاکت‌ها به عنوان “ساخت” (M) یا “شکست” (B) توصیف می‌شود. سپس یک رله ساده با یک مجموعه کنتاکت همانطور که در بالا نشان داده شده است، می تواند توضیح کنتاکت زیر را داشته باشد:

“پرتاب دو پایه تک پل – (شکستن قبل از ساخت)” ، یا (SPDT – B-M)

نمونه‌هایی از برخی از نمودارهای متداول تر که برای انواع کنتاکنت رله الکتریکی برای شناسایی رله‌ها در مدارها یا نمودارهای شماتیک استفاده می‌شود، در زیر آورده شده است، اما پیکربندی‌های بسیار بیشتری وجود دارد.

پیکربندی های کنتاکت رله الکتریکی

بطوریکه:

C ترمینال مشترک است

NO کنتاکنت نرمال (معمولاً) باز است

NC کنتاکت معمولاً بسته است

رله‌های الکترومکانیکی همچنین با ترکیب کنتاکت‌ها یا عناصر سوئیچینگ و تعداد کنتاکت‌های ترکیب شده در یک رله مشخص می‌شوند. به عنوان مثال، یک کنتاکت که به طور معمول در موقعیت تخلیه انرژی نرمال باز رله است، “کنتاکنت A فرم” نامیده می‌شود یا کنتاکت را برقرار می‌کند. در حالی که کنتاکتی که به طور معمول در حالت کم انرژی نرمال بسته رله است، “کنتاکت فرم B” یا قطع کنتاکت نامیده می‌شود.

هنگامی که هر دو مجموعه ساخت و شکست همزمان از عناصر کنتاکت وجود داشته باشند، بنابراین دو کنتاکت بصورت الکتریکی متصل می‌شوند تا یک نقطه مشترک تولید کنند (با سه اتصال مشخص می‌شود) ، مجموعه کنتاکت‌ها به عنوان “کنتاکت های فرم C” یا تغییری نامیده می‌شوند. اگر هیچ ارتباط الکتریکی بین کنتاکت‌های ایجاد و شکست وجود نداشته باشد از آن به عنوان یک کنتاکت تغییر دو برابر یاد می‌شود.

یک نکته نهایی که باید در مورد استفاده از رله‌های الکتریکی به یاد داشته باشید. به هیچ وجه توصیه نمی شود که کنتاکت‌های رله را به طور موازی و برای کنترل جریان‌های بار بالاتر وصل کنید. به عنوان مثال، هرگز سعی نکنید بار 10A را با دو کنتاکت رله به طور موازی که دارای محدوده تماس 5A هستند، تأمین کنید، زیرا کنتاکت‌های رله مکانیکی هرگز دقیقاً در یک لحظه از زمان بسته یا باز نمی‌شوند. نتیجه این است که یکی از کنتاکت‌ها همیشه حتی برای یک لحظه کوتاه بیش از حد بار می‌شود و منجر به خرابی زودرس رله در طول زمان می‌شود.

همچنین، در حالی که می‌توان از رله‌های الکتریکی استفاده کرد تا مدارهای کم مصرف الکترونیکی یا رایانه‌ای بتوانند جریان یا ولتاژهای نسبتاً زیاد را “روشن” یا “خاموش” کنند. هرگز ولتاژهای مختلف بار را از طریق تماس‌های مجاور در همان رله مخلوط نمی‌کنند، به عنوان مثال، ولتاژ بالا (240 ولت) AC و ولتاژ پایین (12 ولت) DC ولت، برای ایمنی همیشه از رله‌های جداگانه استفاده کنید.

یکی از مهمترین قسمت‌های هر رله الکتریکی سیم پیچ آن است. این جریان الکتریکی را به شار الکترومغناطیسی تبدیل می‌‍کند که برای کار مکانیکی کنتاکت‌های رله استفاده می‌شود. مشکل اصلی سیم پیچ‌های رله این است که آنها “بارهای القا شده بالا” هستند زیرا از سیم پیچ سیمی ساخته می‌شوند. هر سیم پیچ سیمی دارای مقدار امپدانس است که از مقاومت (R) واندوکتانس (L) به صورت سری ساخته شده است (مدار سری LR).

همانطور که جریان از درون سیم پیچ جاری می‌شود، یک میدان مغناطیسی خود القا شده در اطراف آن ایجاد می‌شود. وقتی جریان سیم پیچ “خاموش” می‌شود، با فروپاشی شار مغناطیسی در سیم پیچ، یک ولتاژ محرکه برگشتی (نیروی الکتریکی) تولید می‌شود (تئوری ترانسفورماتور). این مقدار ولتاژ معکوس القایی ممکن است در مقایسه با ولتاژ سوئیچینگ بسیار زیاد باشد و به هر قطعه نیمه هادی مانند ترانزیستور، FET یا میکروکنترلر که برای کار با سیم پیچ رله استفاده می‌شود آسیب برساند.

یکی از راه‌های جلوگیری از آسیب رساندن به ترانزیستور یا هر دستگاه نیمه هادی سوئیچینگ، اتصال یک دیود با بایاس معکوس دو سر سیم پیچ رله است.

هنگامی که جریان عبوری از سیم پیچ “خاموش” است، یک نیروی محرکه برگشتی القا شده، با فروپاشی شار مغناطیسی در سیم پیچ تولید می‌شود.

این ولتاژ معکوس، دیود را بایاس مستقیم کرده و انرژی ذخیره شده را از بین می‌برد و از آسیب رساندن به ترانزیستور نیمه هادی جلوگیری می‌کند.

هنگامی که در این نوع کاربردها استفاده می‌شود، دیود به طور کلی به عنوان دیود چرخان، دیود free wheeling و حتی دیود برگشت پذیر شناخته می‌شود، اما معنی همه آنها یک معنی است. انواع دیگر بارهای القایی که برای محافظت به دیود چرخان نیاز دارند، سلونوئیدها ، موتورها و سیم پیچ های القایی هستند.

علاوه بر استفاده از دیودهای چرخان برای محافظت از اجزای نیمه هادی، سایر قطعات مورد استفاده برای حفاظت شامل شبکه های اسنابر RC ، واریستورهای فلزی اکسید یا MOV و دیود های زنر می‌باشند.

رله الکترونیکی ssr چیست؟

در حالی که رله الکترومکانیکی (EMR) ارزان است، استفاده از آن آسان است و امکان سوئیچ مدار مدار کنترل شده توسط سیگنال ورودی کم توان و عایق الکتریکی را فراهم می‌کند، اما یکی از معایب اصلی رله الکترومکانیکی این است که “یک قطعه مکانیکی” است. یعنی دارای قطعات متحرک است بنابراین سرعت سوئیچینگ آنها (زمان پاسخ) به دلیل حرکت فیزیکی تماس فلزات با استفاده از یک میدان مغناطیسی کند است.

در طی مدتی از زمان این قطعات متحرک فرسوده شده و از کار می‌افتند، یا اینکه مقاومت در برابر تماس از طریق قوسی و فرسایش مداوم ممکن است رله را غیر قابل استفاده کرده و عمر آن را کوتاه کند. همچنین، آنها از نظر الکتریکی نویزی هستند و با تماس هایی که از تماس بیهوده رنج می‌برند، و ممکن است مدارهای الکترونیکی را که به آنها متصل می‌شوند را، تحت تأثیر قرار دهند.

برای غلبه بر این معایب رله الکتریکی، نوع دیگری از رله به نام رله حالت جامد یا به اختصار (SSR) ساخته شده است که یک رله الکترونیکی خالص بدون تماس و حالت جامد است.

رله حالت جامد که یک وسیله کاملاً الکترونیکی است که در طراحی خود هیچ قسمت متحرکی ندارد زیرا تماس های مکانیکی توسط ترانزیستورهای قدرت، تریستورها یا تریاک جایگزین شده اند. جداسازی الکتریکی بین سیگنال کنترل ورودی و ولتاژ بار خروجی با کمک سنسور نور از نوع اپتو کوپلر انجام می‌شود.

رله حالت جامد، در مقایسه با رله الکترومکانیکی معمولی، درجه بالایی از قابلیت اطمینان، عمر طولانی و کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ، (بدون تماس قوسی یا میدان های مغناطیسی) ، همراه با زمان پاسخ فوری سریع تر را فراهم می‌کند.

همچنین الزامات کنترل توان ورودی رله حالت جامد به طور کلی برای اینکه آنها را با اکثر خانواده های IC منطقی بدون نیاز به بافرهای اضافی، راه اندازها و تقویت کننده ها سازگار کند به اندازه کافی کم است. اگرچه، به عنوان یک قطعه نیمه هادی، آنها باید بر روی گرما گیرهای مناسب سوار شوند تا از گرم شدن بیش از حد دستگاه نیمه هادی سوئیچینگ خروجی جلوگیری کنند.

رله حالت جامد نوع AC در نقطه عبور (قطع) صفر شکل موج سینوسی AC به روشن تغییر می‌کند، از جریان زیاد هجومی هنگام تعویض بارهای القایی یا خازنی جلوگیری می‌کند در حالی که ویژگی “خاموش” ذاتی تریستورها و تریاک‌ها بهبودی را در تماس های قوسی رله‌های الکترومکانیکی فراهم می‌کند.

مانند رله‌های الکترومکانیکی، برای محافظت از قطعه سوئیچینگ خروجی نیمه هادی از موج های گذرا نویز و ولتاژ هنگام استفاده برای تعویض بارهای بسیار القایی یا خازنی، به یک شبکه اسنابر مقاومتی-خازنی (RC) در سرتاسر ترمینال های خروجی SSR نیاز است. در بیشتر SSR های مدرن، این شبکه اسنابر RC به صورت استاندارد در خود رله تعبیه شده و نیاز به مولفه های خارجی اضافی را کاهش می‌دهد.

سوئیچینگ تشخیص متقاطع غیر صفر (“روشن” لحظه ای) نوع SSR برای کاربردهای کنترل شده فاز مانند کم کردن نور یا محو کردن چراغ ها در کنسرت‌ها، نمایش‌ها، نور دیسکو و غیره یا برای کاربردهای نوع کنترل سرعت موتور نیز موجود است.

از آنجا که قطعه سوئیچینگ خروجی یک رله حالت جامد یک قطعه نیمه هادی است (ترانزیستور برای کاربردهای سوئیچینگ DC یا ترکیبی از ترایاک / تریستور برای سوئیچینگ AC) ، افت ولتاژ در دوسر ترمینال های خروجی یک SSR هنگامی که “روشن” بسیار بیشتر از رله الکترومکانیکی به طور نوعی 5/1 – 2 ولت است. در صورت سوئیچینگ جریان های بزرگ برای مدت زمان طولانی، به یک گرماگیر( هیت سینک) اضافی نیاز است.

ماژول های رابط ورودی/خروجی

ماژول های رابط ورودی / خروجی، (ماژول های ورودی / خروجی) نوع دیگری از رله حالت جامد است که به طور خاص برای رابط کامپیوترها، میکروکنترلر یا PIC ها به بارها و سوییچ های “دنیای واقعی” طراحی شده است. چهار نوع ماژول ورودی / خروجی اصلی وجود دارد، ولتاژ ورودی AC یا DC به خروجی سطح منطقی TTL یا CMOS و ورودی منطقی TTL یا CMOS به ولتاژ خروجی AC یا DC با هر ماژول که حاوی تمام مدارهای لازم برای تأمین رابط کامل و جداسازی درون یک قطعه کوچک است. آنها به صورت ماژول های حالت جامد منفرد یا ادغام شده در قطعات 4 ، 8 یا 16 کاناله هستند.

سیستم رابط ورودی/خروجی ماژولار

معایب اصلی رله های حالت جامد (SSR) در مقایسه با رله الکترومکانیکی توان معادل، هزینه های بالاتر آنها است، واقعیت این است که فقط انواع تک پرتاب تک پل (SPST) موجود هستند، جریان های نشتی حالت “خاموش” درون قطعه سوئیچینگ جاری می‌شوند و افت ولتاژ و اتلاف توان زیاد حالت “روشن” منجر به نیازمندیهای اضافی عایق گرما می‌شود. همچنین آنها نمی‌توانند جریان بار بسیار کم یا سیگنال های فرکانس بالا مانند سیگنال های صوتی یا تصویری را تغییر دهند، اگرچه سوئیچ های حالت جامد ویژه برای این نوع کاربردها در دسترس هستند.

در این آموزش در مورد رله‌های الکتریکی، بر هر دو رله الکترومکانیکی و رله حالت جامد پرداختیم که می تواند به عنوان یک قطعه خروجی (محرک) برای کنترل یک روند فیزیکی استفاده شود. در آموزش بعدی ما با پرداختن بر قطعات خروجی به نام محرک‌ها و به ویژه آنی که یک سیگنال الکتریکی کوچک را با استفاده از الکترومغناطیس به یک حرکت فیزیکی مربوطه تبدیل می‌کند، ادامه خواهیم داد. این قطعه خروجی را سلونوئید می‌نامند.