सेमीकंडक्टर रिले - प्रकार, डिव्हाइस आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत

बरेच वाचक, "रिले" हा शब्द ऐकून नक्कीच एक कॉइलची कल्पना करतील ज्याच्या कोरमध्ये एक हलणारा संपर्क आकर्षित होतो. आणि हे अजिबात आश्चर्यकारक नाही, कारण मूलतः रिले नेहमी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक होते आणि "रिले" या शब्दाचा अर्थ सामान्यतः इलेक्ट्रिक सर्किट उघडण्यासाठी आणि बंद करण्यासाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक यंत्र असा समजला जातो.

तरीसुद्धा, बर्याच काळापासून, तंत्रज्ञानाच्या विविध क्षेत्रांमध्ये इलेक्ट्रिकल सर्किट्स स्विच करण्यासाठी सेमीकंडक्टर स्विचचा वापर केला जातो: ट्रान्झिस्टर, थायरिस्टर्स, ट्रायक्स. सेमीकंडक्टर अॅडव्हान्स आणि रिले सोडले गेले नाहीत.

मोठे प्रवाह आणि व्होल्टेज असलेले सर्किट पारंपारिकपणे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिलेच्या मदतीने स्विच केले जातात हे असूनही, आज स्थिर आणि शक्तिशाली सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रिकल स्विच लागू करणे आधीच शक्य आहे. असे स्विच अर्धसंवाहक रिले आहेत किंवा सॉलिड स्टेट रिले (इंग्रजी सॉलिड-स्टेट रिले वरून, संक्षिप्त SSR).

अशा प्रकारे, सेमीकंडक्टर रिले आता एक जंगम यांत्रिक संपर्काशिवाय पूर्णपणे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे, जे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाच्या नियंत्रण इनपुटला कमी नियंत्रण व्होल्टेज पुरवून पॉवर सर्किट्समध्ये शक्तिशाली भार चालू / बंद करण्यास कार्य करते.

सॉलिड-स्टेट (सॉलिड-स्टेट) रिले हाउसिंगच्या आत एक सेन्सिंग सर्किट आहे जे कंट्रोल सिग्नलला प्रतिसाद देते, तसेच पॉवर सप्लाय सेक्शन - हाय-पॉवर सर्किटच्या बाजूला सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रॉनिक्स आहे.

अशा रिलेचा वापर डीसी आणि एसी सर्किट्समध्ये केला जातो, जेथे ते पूर्वीच्या यांत्रिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिले आणि कॉन्टॅक्टर्ससारखेच कार्य करतात, फक्त आता स्विचिंग सर्किटमधील भाग न हलवता समस्या सोडवली जाते. परिणामी, रिले हाऊसिंगमध्ये एकत्रित केलेल्या शक्तिशाली थायरिस्टर्स, ट्रायक्स आणि ट्रान्झिस्टरमुळे, यांत्रिक घटकांचा अवलंब न करता शेकडो अँपिअरपर्यंत प्रवाह स्विच करणे शक्य झाले.

इलेक्ट्रोमेकॅनिकल रिलेच्या तुलनेत, सॉलिड स्टेट रिलेमध्ये शेकडो मायक्रोसेकंदांच्या ऑर्डरची सुरक्षित स्विचिंग गती जास्त असते, तर कंट्रोल सर्किट आणि पॉवर सर्किट एकमेकांपासून पूर्णपणे गॅल्व्हॅनिकली विलग असतात (ऑप्टोकूपल आयसोलेशन सहसा वापरले जाते).

सॉलिड-स्टेट रिले थोड्या काळासाठी स्विचिंग बाजूला ओव्हरलोड सहन करण्यास सक्षम असतात आणि सेवेत राहतात, ज्याचा इलेक्ट्रोमेकॅनिकल पूर्वज बढाई मारू शकत नाहीत. त्याच वेळी, सॉलिड-स्टेट रिले शांतपणे कार्य करते, कॉम्पॅक्ट परिमाण आहेत, येथे संपर्क ऑक्सिडाइझ होत नाहीत (असे कोणतेही संपर्क नसल्यामुळे), तेथे कोणतेही स्पार्क नाहीत, डिव्हाइस धूळ किंवा कंपनांना घाबरत नाही.

अर्थात, कंडक्टिंग अवस्थेतील रिलेच्या सेमी-कंडक्टर कंपाऊंडचा प्रतिकार नॉन-रेखीय आहे आणि उच्च स्विच केलेल्या प्रवाहांवर डिव्हाइसला अजिबात थंड करणे आवश्यक आहे, परंतु प्लसस निश्चितपणे या पारंपारिक उणेंना ओव्हरलॅप करतात. याव्यतिरिक्त, सॉलिड-स्टेट रिलेचे आयुष्य लाखो स्विचिंग चक्रांमध्ये मोजले जाते.

डीसी किंवा एसी स्विचिंगसाठी सॉलिड-स्टेट रिले सिंगल-फेज किंवा थ्री-फेज असतात. एसी स्विचिंग रिलेमध्ये बिल्ट-इन झिरो-क्रॉसिंग सेन्सर असतो, ज्यामुळे सॉलिड-स्टेट स्विचला हानी न होता, प्रेरक भारांमुळे धोकादायक प्रवाह वाढल्याशिवाय स्विचिंग व्यावहारिकदृष्ट्या शून्य प्रवाहावर होते.

थायरिस्टर्स किंवा ट्रायक एसी रिले आणि फील्डमध्ये स्विच म्हणून काम करतात IGBT ट्रान्झिस्टर… कंट्रोल सर्किटला थेट कंट्रोल सिग्नल स्रोतातून पॉवर पुरवठा केला जातो आणि कंट्रोल करंट काही मिलीअँपपेक्षा जास्त नसतो आणि स्विचिंग करंट दहापट किंवा शेकडो अँपिअर असू शकतो.

नॉन-रिव्हर्सिंग आणि रिव्हर्सिंग थ्री-फेज सॉलिड-स्टेट रिले उपलब्ध आहेत. थ्री-फेज रिव्हर्सिंग रिलेमध्ये दोन कंट्रोल इनपुट असतात आणि आउटपुटमध्ये फेजपैकी एक त्याचे स्थान अजिबात बदलू शकत नाही.

अवजड मेकॅनिकल मॅग्नेटिक स्टार्टर्सच्या तुलनेत, कॉम्पॅक्ट सेमीकंडक्टर रिले शांतपणे काम करतात आणि झीज होत नाहीत, आपल्याला वेळोवेळी संपर्क साफ करण्याची आवश्यकता नाही आणि शक्तिशाली लोडसाठी रिले हाऊसिंगला चांगले कूलिंग प्रदान करणे पुरेसे आहे, काही प्रकरणांमध्ये रेडिएटर शिवाय, त्यासाठी प्रतिष्ठापन प्रदान केले आहे.

धूळयुक्त आणि स्फोटक औद्योगिक उत्पादनासाठी, येथे सॉलिड-स्टेट रिले एक वास्तविक तारणहार असल्याचे दिसून येते, कारण यांत्रिक संपर्कांची चाप त्याच्या अनुपस्थितीमुळे वगळली गेली आहे आणि रिलेचे सीलबंद घर इलेक्ट्रॉनिक्सला गलिच्छ होऊ देणार नाही. .

PCB माउंटिंगसाठी प्लॅस्टिकच्या घरामध्ये सूक्ष्म घन स्थिती रिले उपलब्ध आहेत. असे रिले 220-240 व्होल्टच्या मेन व्होल्टेजवर 2 अँपिअरपर्यंत प्रवाह स्विच करू शकतात, उदाहरणार्थ, पंखा किंवा पंप, दिवा किंवा अगदी लहान रेडिएटर देखील सेन्सरच्या 5-व्होल्ट डिजिटल सिग्नलसह चालू केले जाऊ शकतात, जे सामान्यतः DIY उत्साही होम ऑटोमेशन सिस्टमसाठी खूप महत्वाचे आहे.