รีเลย์คืออะไรและทำงานอย่างไร?

ใน วงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เรามักใช้ส่วนประกอบพื้นฐานอุปกรณ์และอื่น ๆ ส่วนประกอบและอุปกรณ์เหล่านี้รวมถึงส่วนประกอบการสลับการปกป้องอุปกรณ์องค์ประกอบการตรวจจับและอื่น ๆ ให้เราพิจารณาอุปกรณ์สวิตชิ่งและปกป้องเช่นทรานซิสเตอร์ไดโอดไทริสเตอร์ ฯลฯ ในบทความนี้ให้เราพูดถึงรายละเอียดเกี่ยวกับอุปกรณ์สวิตชิ่งและอุปกรณ์ป้องกันชนิดพิเศษที่เรียกว่ารีเลย์ โดยพื้นฐานแล้วเราต้องรู้ว่ารีเลย์คืออะไรและรีเลย์ทำงานอย่างไร

รีเลย์คืออะไร?

รีเลย์

รีเลย์สามารถเรียกได้ว่าเป็นสวิตช์ประเภทต่างๆซึ่งสามารถทำงานด้วยไฟฟ้าได้ โดยทั่วไปรีเลย์จะทำงานโดยกลไกเป็นสวิตช์โดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้าและรีเลย์ประเภทนี้เรียกว่ารีเลย์สถานะของแข็ง มี รีเลย์ประเภทต่างๆ และจัดประเภทตามเกณฑ์ต่างๆเช่นตามแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานตามเทคโนโลยีการทำงานเป็นต้น รีเลย์ประเภทต่างๆสามารถระบุได้ว่าเป็นรีเลย์แบบล็อก, รีเลย์ปรอท, รีเลย์กก, รีเลย์ Buchholz, รีเลย์สูญญากาศ, รีเลย์สถานะของแข็งและอื่น ๆ ก่อนที่จะพูดถึงรายละเอียดเกี่ยวกับประเภทของรีเลย์ให้เราคุยกันว่ารีเลย์ทำงานอย่างไร

รีเลย์ทำงาน

เพื่อหารือเกี่ยวกับการทำงานของรีเลย์เราต้องพิจารณารีเลย์ประเภทใดประเภทหนึ่งและที่นี่ในบทความนี้พิจารณาโซลิดสเตตรีเลย์เพื่อให้เข้าใจง่ายเกี่ยวกับการทำงานของรีเลย์ โซลิดสเตตรีเลย์สามารถกำหนดให้เป็นรีเลย์ซึ่งใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โซลิดสเตตสำหรับดำเนินการสลับ ถ้าเราเปรียบเทียบ รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า และโซลิดสเตตรีเลย์จากนั้นเราจะสังเกตได้ว่าโซลิดสเตตรีเลย์ให้กำลังไฟฟ้าสูง โซลิดสเตตรีเลย์เหล่านี้ถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆอีกครั้งเช่นรีเลย์แบบคู่ขนาน, รีเลย์คู่, รีเลย์คู่แบบกก

โซลิดสเตตรีเลย์ทำงานคล้ายกับรีเลย์ไฟฟ้า แต่รีเลย์โซลิดสเตตไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ดังนั้นจึงมีความน่าเชื่อถือในระยะยาวที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับรีเลย์ที่มีการเคลื่อนย้ายหน้าสัมผัส เพาเวอร์มอสเฟตทรานซิสเตอร์ใช้เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งในสถานะโซลิดสเตท รีเลย์ทำงาน . การแยกไฟฟ้าระหว่างวงจรอินพุตพลังงานต่ำและวงจรเอาต์พุตกำลังสูงสามารถให้ได้โดยใช้ออปโตคัปปลิ้ง

ให้เราพิจารณาตัวอย่างที่ใช้ได้จริงของโซลิดสเตตรีเลย์ดังแสดงในรูปด้านล่าง หากสวิตช์เอาต์พุตเปิดอยู่หรือ MOSFET ปิดแสดงว่ามีความต้านทานไม่สิ้นสุด ในทำนองเดียวกันหากสวิตช์เอาต์พุตปิดหรือ MOSFET ดำเนินการแสดงว่ามีความต้านทานต่ำมาก เราสามารถใช้โซลิดสเตตรีเลย์เหล่านี้เพื่อเปลี่ยนทั้งกระแสไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง

โซลิดสเตตรีเลย์

วงจรข้างต้นประกอบด้วยหน่วยเซลล์แสงอาทิตย์พร้อมไฟ LED ซึ่งเปิดสวิตช์ MOSFETs (ทรานซิสเตอร์สนามเอฟเฟกต์สารกึ่งตัวนำของโลหะออกไซด์) ด้วย 20mA ผ่าน LED เซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยไดโอดซิลิกอน 25 ตัวซึ่งสร้างเอาต์พุต 0.6V ซึ่งทำให้รวมเป็น 15V ซึ่งใหญ่พอที่จะเปิด MOSFET ได้

การทำงานของ Solid State Relay ที่ใช้งานได้จริง

เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของรีเลย์ในเชิงลึกให้เราพิจารณารีเลย์โซลิดสเตตสามเฟสที่ใช้งานได้จริงกับ ZVS สามเฟสเดียวพร้อมเพาเวอร์ไตรแอกและ เครือข่ายดูแคลน ใช้สำหรับการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์เพื่อควบคุมแต่ละเฟสแยกกัน

สามเฟสโซลิดสเตตรีเลย์พร้อม ZVS โดย Edgefxkits.com

โครงการนี้ประกอบด้วย ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ซึ่งจะส่งสัญญาณการสลับไปยังแต่ละเฟสผ่าน Opto-isolators Opto-isolators ขับเคลื่อนโหลดผ่านชุดไตรแอคซึ่งเชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับโหลด สำหรับพัลส์แรงดันไฟฟ้าที่เป็นศูนย์ทุกๆไมโครคอนโทรลเลอร์จะสร้างพัลส์เอาต์พุตเพื่อเปิดโหลดสำหรับทุก ๆ จุดที่มีรูปคลื่นอุปทานข้ามศูนย์

โซลิดสเตตรีเลย์สามเฟสพร้อมแผนภาพบล็อกโครงการ ZVS โดย Edgefxkits.com

รูปด้านบนแสดงแผนภาพบล็อกของโซลิดสเตตรีเลย์สามเฟสที่ใช้งานได้จริงพร้อม ZVS ซึ่งประกอบด้วย บล็อกแหล่งจ่ายไฟ , บล็อกไมโครคอนโทรลเลอร์, ชุด TRIAC และโหลด คุณลักษณะการข้ามศูนย์ของ Opto-isolator (ซึ่งทำหน้าที่เป็นไดรเวอร์ TRIAC) หลีกเลี่ยงการไหลเข้าของกระแสไฟฟ้าอย่างกะทันหันของโหลดอุปนัยและตัวต้านทานโดยทำให้เกิดเสียงรบกวนต่ำ ปุ่มกดสองปุ่มใช้เพื่อสร้างพัลส์เอาต์พุตจากไมโครคอนโทรลเลอร์

ในการตรวจสอบการสลับโหลดที่จุดแรงดันเป็นศูนย์เราสามารถตรวจสอบรูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับโหลดได้โดยเชื่อมต่อกับ CRO หรือ DSO การทำงานของรีเลย์สามารถขยายได้สำหรับการเปลี่ยนงานหนักในอุตสาหกรรมโดยใช้ไทริสเตอร์สองตัวกลับไปด้านหลัง ด้วยการผสมผสานการป้องกันการโอเวอร์โหลดและการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรทำให้เรามีความน่าเชื่อถือสูง

ข้อดีของ Solid State Relay

• การทำงานของโซลิดสเตตรีเลย์ทำงานได้อย่างเงียบสนิทบางลงและช่วยให้สามารถบรรจุหีบห่อได้แน่น
• SSRs มีความต้านทานเอาต์พุตคงที่โดยไม่ขึ้นกับปริมาณการใช้งาน
• การทำงานของรีเลย์นั้นสะอาดและไม่เด้งเมื่อเทียบกับการทำงานของรีเลย์เชิงกล
• แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีการระเบิดก็ยังสามารถใช้ SSR ได้เนื่องจากไม่ก่อให้เกิดประกายไฟแม้อยู่ในระหว่างการทำงานของรีเลย์
• เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว SSR เหล่านี้จึงมีอายุการใช้งานยาวนานเมื่อเทียบกับรีเลย์เชิงกล

ข้อเสียของ Solid State Relay

• สำหรับวงจรชาร์จเกตการจ่ายไบอัสที่แยกได้เป็นสิ่งจำเป็น
• แรงดันไฟฟ้าชั่วคราวอาจทำให้เกิดการสลับที่ผิดปกติ
• เนื่องจากไดโอดของร่างกาย SSR จึงมีเวลาในการกู้คืนแบบย้อนกลับชั่วคราวสูง

คุณต้องการทราบรายละเอียดเกี่ยวกับรีเลย์ประเภทต่างๆหรือไม่? คุณสนใจในการออกแบบ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยตัวคุณเอง? จากนั้นโพสต์ความคิดเห็นข้อเสนอแนะแนวคิดและคำถามของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง