Yarı iletken röleler — türleri, cihazları ve çalışma prensibi
"Röle" kelimesini duyan birçok okuyucu, çekirdeğinde hareketli bir kontağın çekildiği bir bobin hayal edecektir. Ve bu hiç de şaşırtıcı değil, çünkü başlangıçta röleler her zaman elektromanyetikti ve "röle" kelimesinin genel olarak bir elektrik devresini açan ve kapatan bir elektromanyetik cihaz anlamına geldiği anlaşılıyor.
Bununla birlikte, uzun bir süredir, teknolojinin çeşitli alanlarında elektrik devrelerini değiştirmek için yarı iletken anahtarlar kullanılmıştır: transistörler, tristörler, triyaklar. Yarı iletken ilerlemeleri ve röleler korunmadı.
Büyük akımlara ve gerilimlere sahip devrelerin geleneksel olarak elektromanyetik röleler yardımıyla anahtarlanması gerçeğine rağmen, bugün kararlı ve güçlü yarı iletken elektrik anahtarları uygulamak zaten mümkündür. Bu tür anahtarlar yarı iletken rölelerdir veya katı hal röleleri (İngiliz Katı hal rölesinden, kısaltılmış SSR'den).
Böylece, yarı iletken röle artık elektronik cihazın kontrol girişine düşük bir kontrol voltajı sağlayarak güç devrelerindeki güçlü yükleri açmaya / kapatmaya yarayan, hareketli bir mekanik kontağı olmayan tam elektronik bir cihazdır.
Katı hal (katı hal) röle muhafazasının içinde, kontrol sinyaline yanıt veren bir algılama devresinin yanı sıra, yüksek güç devresinin yanında bir güç kaynağı bölümü olan katı hal elektroniği bulunur.
Bu tür röleler, daha önceki mekanik elektromanyetik röleler ve kontaktörlerle aynı işlevleri yerine getirdikleri DC ve AC devrelerinde kullanılır, ancak şimdi sorun, anahtarlama devresindeki hareketli parçalar olmadan çözülmektedir. Sonuç olarak, röle gövdelerine entegre edilmiş güçlü tristörler, triyaklar ve transistörler sayesinde, mekanik bileşenlere başvurmadan yüzlerce ampere kadar akımları anahtarlamak mümkün hale geldi.
Elektromekanik rölelerle karşılaştırıldığında, katı hal röleleri yüzlerce mikrosaniye mertebesinde daha yüksek güvenli anahtarlama hızına sahipken, kontrol devresi ve güç devresi birbirinden tamamen galvanik olarak izole edilmiştir (optokupl izolasyonu genellikle kullanılır).
Katı hal röleleri, anahtarlama tarafında kısa bir süre aşırı yüke dayanabilir ve elektromekanik ataların övünemeyeceği hizmette kalabilir. Aynı zamanda katı hal rölesi sessiz çalışır, kompakt boyutlara sahiptir, buradaki kontaklar oksitlenmez (bu tür kontaklar olmadığı için), kıvılcım olmaz, cihaz ne tozdan ne de titreşimden korkmaz.
Tabii ki, rölenin yarı iletken bileşiğinin iletken durumdaki direnci doğrusal değildir ve yüksek anahtarlamalı akımlarda cihazın tamamen soğutulması gerekir, ancak artılar kesinlikle bu geleneksel eksilerle örtüşür. Ek olarak, katı hal rölesinin ömrü milyonlarca anahtarlama döngüsüyle ölçülür.
Katı hal röleleri, DC veya AC anahtarlama için tek fazlı veya üç fazlıdır. AC anahtarlama rölelerinde yerleşik bir sıfır geçiş sensörü bulunur, böylece anahtarlama, katı hal anahtarına zarar vermeden ve endüktif yüklerden kaynaklanan tehlikeli akım dalgalanmaları olmadan pratik olarak sıfır akımda gerçekleşir.
Tristörler veya triyaklar, bir AC rölesinde anahtar görevi görür ve alan veya IGBT transistörler… Kontrol devresine doğrudan kontrol sinyali kaynağından güç sağlanır ve kontrol akımı birkaç miliamper geçmez ve anahtarlama akımı onlarca veya yüzlerce amper olabilir.
Ters çevirmeyen ve ters çevirme üç fazlı katı hal röleleri mevcuttur. Üç fazlı ters çevirme rölelerinin iki kontrol girişi vardır ve çıkışta fazlardan birinin konumu hiç değişmeyebilir.
Hacimli mekanik manyetik yol vericilerle karşılaştırıldığında, kompakt yarı iletken röleler sessiz çalışır ve yıpranmaz, kontakları periyodik olarak temizlemenize gerek yoktur ve güçlü yükler için röle muhafazasına iyi bir soğutma sağlamak yeterlidir, bazı durumlarda radyatör bunun dışında kurulum sağlanmıştır.
Tozlu ve patlayıcı endüstriyel üretime gelince, burada katı hal rölesi gerçek bir kurtarıcıdır, çünkü mekanik kontakların arkı yokluğu nedeniyle dışlanır ve rölenin sızdırmaz muhafazası elektronik aksamın kirlenmesine izin vermez. .
PCB montajı için plastik bir mahfaza içindeki minyatür katı hal röleleri mevcuttur. Bu tür röleler, 220-240 voltluk bir şebeke geriliminde 2 ampere kadar akımları anahtarlayabilir, örneğin bir fan veya pompa, bir lamba veya hatta küçük bir radyatör, bir sensörden gelen 5 voltluk bir dijital sinyal ile çalıştırılabilir. DIY meraklıları için ev otomasyon sistemleri genellikle çok önemlidir.