تعریف رله حالت جامد

تعریف رله حالت جامد:
برخلاف رله الکترومکانیکی (EMR) که در آن از سیم پیچ، میدان های مغناطیسی، فنرها و کنتاکت های مکانیکی استفاده می شود و یک منبع را سوئیچ می کند، «رله حالت جامد» (Solid State Relay) یا SSR بخش متحرک ندارد و به جای آن از ویژگی های الکتریکی و نوری نیمه هادی های حالت جامد برای ایزوله سازی ورودی از خروجی و عملکرد سوئیچینگ استفاده می کند.

مشابه یک رله الکترومکانیکی معمولی، رله حالت جامد ایزولاسیون یا جداسازی الکتریکی بین کنتاکت های ورودی و خروجی را مهیا می کند.

همچنین خروجی این رله مشابه یک سوئیچ الکتریکی عمل می کند که در آن، هنگام قطع بودن، مقاومت ورودی بسیار بزرگ و حتی بی نهایت است و وقتی هدایت می کند، مقدار مقاومتش بسیار کوچک است.

رله های حالت جامد را می توان برای سوئیچ جریان های AC یا DC با استفاده از تریستور، ترایاک و یا ترانزیستور سوئیچینگ خروجی به جای کنتاکت های در حالت عادی باز (NO) مکانیکی طراحی کرد.

هرچند رله حالت جامد و رله الکترومکانیکی در ورودی ولتاژ پایین خود اساساً مشابه بوده و از خروجی (که یک بار را سوئیچ یا کنترل می کند) ایزوله هستند، اما رله های الکترومکانیکی چرخه عمر کنتاکت محدودی دارند که می تواند منجر به سرعت سوئیچ کم تر، مخصوصاً در رله های توان بالا و کنتاکتورها شود.

رله های حالت جامد چنین محدودیتی ندارند.

بنابراین، مزایای اصلی رله های حالت جامد نسبت به رله های الکترومکانیکی رایج این است که بخش های متحرکی ندارند که در طول زمان ضعیف و مستعمل شوند. بنابراین، مشکلی برای کنتاکت ها وجود ندارد و قادرند هر دو سوئیچ ON و OFF را بسیار سریع تر از آرمیچر یک رله مکانیکی انجام دهند و نویز و حالت گذرا را حذف کنند.

رله های حالت جامد را می توان در بسته های استاندارد و محدوده چند ولت یا آمپر تا چند صد ولت یا آمپر با قابلیت سوئیچینگ خروجی تهیه کرد.

البته رله های حالت جامد با جریان ورودی بسیار بالا (150 آمپر و بالاتر) به دلیل داشتن نیمه هادی قدرت و الزامات هیت سینک مورد نیاز برای خنک سازی آن ها بسیار گران هستند و در این مورد هنوز از کنتاکتورهای الکترومکانیکی ارزان تر استفاده می شود.

مشابه رله های الکترومکانیکی، یک ولتاژ ورودی کوچکِ معمولاً 3 تا 32 ولت DC را می توان برای کنترل یک ولتاژ یا جریان خروجی بسیار بزرگ مانند 240 ولت و 10 آمپر به کار برد.

این ویژگی، رله های حالت جامد را به گزینه ایده آلی برای واسط میکروکنترلرها، PICها و آردونیو تبدیل می کند.

مثلاً می توان یک سیگنال 5 ولتی جریان پایین میکروکنترلر یا گیت منطقی را برای کنترل بار یک مدار خاص به کار برد که این کار با استفاده از اپتوایزولاتور انجام می شود.