सेमीकंडक्टर रिले - प्रकार, उपकरण और संचालन का सिद्धांत

कई पाठक, "रिले" शब्द सुनकर निश्चित रूप से एक कुंडल की कल्पना करेंगे, जिसके मूल में एक गतिमान संपर्क आकर्षित होता है। और यह बिल्कुल आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि मूल रूप से रिले हमेशा विद्युत चुम्बकीय होते थे, और "रिले" शब्द को आम तौर पर विद्युत सर्किट को खोलने और बंद करने के लिए एक विद्युत चुम्बकीय उपकरण के रूप में समझा जाता है।

फिर भी, एक लंबे समय के लिए अर्धचालक स्विच का उपयोग प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में विद्युत परिपथों को स्विच करने के लिए किया गया है: ट्रांजिस्टर, थायरिस्टर्स, ट्राइक। सेमीकंडक्टर अग्रिम और रिले को बख्शा नहीं गया है।

इस तथ्य के बावजूद कि उच्च धाराओं और वोल्टेज वाले सर्किट पारंपरिक रूप से विद्युत चुम्बकीय रिले की मदद से स्विच किए जाते हैं, आज स्थिर और शक्तिशाली अर्धचालक विद्युत स्विच को लागू करना पहले से ही संभव है। ऐसे स्विच सेमीकंडक्टर रिले या हैं ठोस राज्य रिले (अंग्रेजी सॉलिड-स्टेट रिले से, संक्षिप्त SSR)।

इस प्रकार, सेमीकंडक्टर रिले अब पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है, बिना चल यांत्रिक संपर्क के, जो इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के नियंत्रण इनपुट को कम नियंत्रण वोल्टेज की आपूर्ति करके पावर सर्किट में शक्तिशाली भार को चालू / बंद करने का कार्य करता है।

सॉलिड-स्टेट (सॉलिड-स्टेट) रिले हाउसिंग के अंदर एक सेंसिंग सर्किट है जो कंट्रोल सिग्नल के साथ-साथ हाई-पावर सर्किट के साइड में एक पावर सप्लाई सेक्शन-सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रॉनिक्स का जवाब देता है।

इस तरह के रिले का उपयोग डीसी और एसी सर्किट में किया जाता है, जहां वे पहले के यांत्रिक विद्युत चुम्बकीय रिले और संपर्ककर्ताओं के समान कार्य करते हैं, केवल स्विचिंग सर्किट में भागों को हिलाए बिना समस्या हल हो जाती है। नतीजतन, रिले हाउसिंग में एकीकृत शक्तिशाली थायरिस्टर्स, ट्राइक और ट्रांजिस्टर के लिए धन्यवाद, यांत्रिक घटकों का सहारा लिए बिना सैकड़ों एम्पीयर तक की धाराओं को स्विच करना संभव हो गया।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले की तुलना में, सॉलिड स्टेट रिले में सैकड़ों माइक्रोसेकंड के क्रम की उच्च सुरक्षित स्विचिंग गति होती है, जबकि कंट्रोल सर्किट और पावर सर्किट पूरी तरह से गैल्वेनिक रूप से एक दूसरे से अलग होते हैं (ऑप्टोकपल आइसोलेशन आमतौर पर उपयोग किया जाता है)।

सॉलिड-स्टेट रिले थोड़े समय के लिए स्विचिंग साइड पर ओवरलोड का सामना करने में सक्षम होते हैं और सेवा में बने रहते हैं, जो इलेक्ट्रोमैकेनिकल पूर्वजों का दावा नहीं कर सकते। साथ ही, ठोस-राज्य रिले चुपचाप काम करता है, इसमें कॉम्पैक्ट आयाम होते हैं, यहां संपर्क ऑक्सीकरण नहीं करते हैं (क्योंकि ऐसे कोई संपर्क नहीं हैं), कोई स्पार्क नहीं है, डिवाइस धूल या कंपन से डरता नहीं है।

बेशक, संचालन की स्थिति में रिले के सेमी-कंडक्टर यौगिक का प्रतिरोध गैर-रैखिक है, और उच्च स्विचित धाराओं पर डिवाइस को बिल्कुल ठंडा करने की आवश्यकता होती है, लेकिन प्लसस निश्चित रूप से इन पारंपरिक नुकसानों को ओवरलैप करते हैं। इसके अलावा, एक ठोस-राज्य रिले का जीवनकाल लाखों स्विचिंग चक्रों में मापा जाता है।

डीसी या एसी स्विचिंग के लिए सॉलिड-स्टेट रिले सिंगल-फेज या थ्री-फेज हैं। एसी स्विचिंग रिले में एक बिल्ट-इन जीरो-क्रॉसिंग सेंसर होता है, जिससे कि व्यावहारिक रूप से शून्य करंट पर स्विचिंग होती है, सॉलिड-स्टेट स्विच को नुकसान पहुंचाए बिना, इंडक्टिव लोड से खतरनाक करंट सर्ज के बिना।

थायरिस्टर्स या ट्राइक एसी रिले में स्विच के रूप में काम करते हैं, और फील्ड या आईजीबीटी ट्रांजिस्टर... कंट्रोल सिग्नल स्रोत से सीधे कंट्रोल सर्किट को बिजली की आपूर्ति की जाती है, और कंट्रोल करंट कुछ मिलीमीटर से अधिक नहीं होता है, और स्विचिंग करंट दसियों या सैकड़ों एम्पीयर हो सकता है।

नॉन-रिवर्सिंग और रिवर्सिंग थ्री-फेज सॉलिड-स्टेट रिले उपलब्ध हैं। तीन-चरण उलटने वाले रिले में दो नियंत्रण इनपुट होते हैं, और आउटपुट में से एक चरण अपनी स्थिति को बिल्कुल भी नहीं बदल सकता है।

भारी यांत्रिक चुंबकीय शुरुआत की तुलना में, कॉम्पैक्ट सेमीकंडक्टर रिले चुपचाप काम करते हैं और खराब नहीं होते हैं, आपको समय-समय पर संपर्कों को साफ करने की आवश्यकता नहीं होती है, और शक्तिशाली भार के लिए रिले हाउसिंग को अच्छी शीतलन प्रदान करने के लिए पर्याप्त है, कुछ मामलों में रेडिएटर होगा इसके अलावा, इसके लिए स्थापना प्रदान की जाती है।

धूल भरे और विस्फोटक औद्योगिक उत्पादन के लिए, यहाँ ठोस-राज्य रिले एक वास्तविक तारणहार बन जाता है, क्योंकि इसकी अनुपस्थिति के कारण यांत्रिक संपर्कों के चाप को बाहर रखा गया है, और रिले का सीलबंद आवास इलेक्ट्रॉनिक्स को गंदा नहीं होने देगा। .

पीसीबी माउंटिंग के लिए प्लास्टिक हाउसिंग में मिनिएचर सॉलिड स्टेट रिले उपलब्ध हैं। इस तरह के रिले 220-240 वोल्ट के मुख्य वोल्टेज पर 2 एम्पीयर तक की धाराओं को स्विच कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक पंखा या पंप, एक दीपक या एक छोटा रेडिएटर भी एक सेंसर से 5-वोल्ट डिजिटल सिग्नल के साथ स्विच किया जा सकता है, जो DIY उत्साही होम ऑटोमेशन सिस्टम के लिए आमतौर पर बहुत महत्वपूर्ण है।