सॉलिड स्टेट रिले

हरी एलईडी के साथ ठोस राज्य रिले

ठोस अवस्था संपर्ककर्ता

पीसीबी माउंट सॉलिड-स्टेट डीआईएल रिले

एक सॉलिड-स्टेट रिले (एसएसआर) विद्युत स्विच जो अपने नियंत्रण टर्मिनलों पर बाहरी विभवांतर (एसी या डीसी) लगाने पर चालू या बंद हो जाता है वे विद्युत यांत्रिक स्विच के समान कार्य करते हैं लेकिन इसमें ठोस- विद्युतीय भाग हिलता नहीं है जिससे इसका जीवनकाल अधिक हो जाता है।

सॉलिड स्टेट रिले का आविष्कार 1971 में इंटरनेशनल रेक्टीफायर्स के क्रायडम कंट्रोल्स डिवीजन द्वारा किया गया था। क्रायडम अब कई कॉर्पोरेट अधिग्रहणों के बाद सेंसटा का हिस्सा है।

एसएसआर में एक सेंसर होता है जो उचित इनपुट (नियंत्रण संकेत) का जवाब देता है, एक इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग डिवाइस जो लोड सर्किट्री में बिजली स्विच करता है, और यांत्रिक भागों के बिना इस स्विच को सक्रिय करने के लिए नियंत्रण सिग्नल को सक्षम करने के लिए एक युग्मन तंत्र होता है। उन्हें एसी या डीसी लोड स्विच करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।

पैक किए गए एसएसआर लगभग सौ एम्पीयर तक की धाराओं को स्विच करने के लिए थाइरिस्टर्स और ट्रांजिस्टर जैसे पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों का उपयोग करते हैं।

एसएसआर में इलेक्ट्रोमेकैनिकल रिले की तुलना में तेजी से स्विचिंग गति होती है, और पहनने के लिए कोई भौतिक संपर्क नहीं होता है।

एसएसआर एक इलेक्ट्रोमेकैनिकल रिले के साथ-साथ प्रतिरोध पर उच्च होने के तरीके के बड़े क्षणिक अधिभार का सामना करने में असमर्थ हैं।

ऑपरेशन

एसी सर्किट में, सिलिकॉन नियंत्रित शुद्धि कारक या टीआरआईएसी रिले शून्य लोड चालू होने पर एसी शून्य क्रॉस के बिंदुओं पर स्वाभाविक रूप से बंद हो जाते हैं। साइन वेव पीक के बीच में सर्किट कभी भी बाधित नहीं होगा, बड़े क्षणिक वोल्टेज को रोकता है जो अन्यथा इंडक्शन के आसपास चुंबकीय क्षेत्र के अचानक पतन के कारण होता है। एक तुलनित्र अनुप्रयोग#ज़ीरो क्रॉसिंग डिटेक्टर|ज़ीरो-प्वाइंट डिटेक्टर (और कोई प्रतिकूल सर्किट अधिष्ठापन और परिणामी बैक-ई.एम.एफ.) के अतिरिक्त के साथ, व्यक्तिगत एससीआर को एक नई लहर की शुरुआत में वापस स्विच किया जा सकता है। इस सुविधा को ज़ीरो-क्रॉसिंग, या ज़ीरो-क्रॉसओवर, स्विचिंग कहा जाता है।

एक एकल MOSFET पर आधारित एक SSR, या एक समानांतर सरणी में कई MOSFETs, DC लोड के लिए अच्छी तरह से काम कर सकते हैं। MOSFETs में एक अंतर्निहित सब्सट्रेट डायोड होता है जो विपरीत दिशा में संचालित होता है, इसलिए एक MOSFET दोनों दिशाओं में करंट को ब्लॉक नहीं कर सकता है। AC (द्वि-दिशात्मक) संचालन के लिए दो MOSFETs को एक साथ बंधे हुए उनके स्रोत पिन के साथ बैक-टू-बैक व्यवस्थित किया जाता है। उनके ड्रेन पिन आउटपुट के दोनों ओर जुड़े होते हैं। रिले के बंद होने पर सब्सट्रेट डायोड वैकल्पिक रूप से करंट को ब्लॉक करने के लिए रिवर्स बायस्ड होते हैं। जब रिले चालू होता है, तो सामान्य स्रोत हमेशा तात्कालिक सिग्नल स्तर पर सवार होता है और दोनों गेट फोटो-डायोड द्वारा स्रोत के सापेक्ष सकारात्मक पक्षपाती होते हैं।

सामान्य स्रोत तक पहुंच प्रदान करना आम बात है ताकि DC लोड स्विच करने पर कई MOSFETs को समानांतर में तारित किया जा सके। आमतौर पर नियंत्रण इनपुट हटा दिए जाने पर MOSFET के टर्न-ऑफ को गति देने के लिए एक नेटवर्क प्रदान किया जाता है।

डीसी स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए एसएसआर मस्जिद, या आईजीबीटी का उपयोग कर सकते हैं।

समय

उपयुक्त प्रकार के SSR का चयन महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से जब एप्लिकेशन बिना किसी बदलाव के महत्वपूर्ण चालू/बंद स्थिति के लिए समय मांगता है।

जिन अनुप्रयोगों के लिए टाइम क्रिटिकल ऑन/ऑफ स्विचिंग की आवश्यकता होती है, उन्हें ट्रांजिस्टर या एमओएसएफईटी डिज़ाइन प्रकारों का उपयोग करना चाहिए क्योंकि वे एससीआर या टीआरआईएसी उपकरणों द्वारा प्रदर्शित होने वाले अंतर्निहित जीरो क्रॉस विविधताओं के अधीन नहीं हैं।

युग्मन

नियंत्रण संकेत को नियंत्रित सर्किट से इस तरह से जोड़ा जाना चाहिए जो दो सर्किटों के बीच गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करे।

कई SSR ऑप्टिकल कपलिंग का उपयोग करते हैं। नियंत्रण वोल्टेज एक आंतरिक एलईडी को सक्रिय करता है जो एक photodiode पर रोशनी और स्विच करता है। फोटो-सेंसिटिव डायोड (फोटो-वोल्टाइक); लोड स्विच करने के लिए डायोड करंट बैक-टू-बैक थाइरिस्टर (TRIAC), सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर या MOSFET को चालू करता है। ऑप्टिकल युग्मन नियंत्रण सर्किट को लोड से विद्युत अलगाव की अनुमति देता है।

विशेषताएं

इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले पर सॉलिड स्टेट रिले के अधिकांश सापेक्ष लाभ इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिवाइस की तुलना में सभी सॉलिड-स्टेट डिवाइस के लिए सामान्य हैं।

• पूरी तरह से साइलेंट ऑपरेशन।
• SSR इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले की तुलना में तेजी से स्विच करते हैं; एक विशिष्ट वैकल्पिक रूप से युग्मित SSR का स्विचिंग समय माइक्रोसेकंड से मिलीसेकंड के क्रम पर एलईडी को चालू और बंद करने के लिए आवश्यक समय पर निर्भर करता है।* जीवनकाल में वृद्धि, भले ही यह कई बार सक्रिय हो, क्योंकि पहनने के लिए कोई हिलने-डुलने वाले हिस्से नहीं होते हैं और कार्बन को गड्ढे में डालने या बनाने के लिए कोई संपर्क नहीं होता है।* स्वच्छ, संपर्क बाउंस ऑपरेशन।

पैरामीटर

एसएसआर को आवश्यक सक्रिय इनपुट वोल्टेज, करंट, आउटपुट वोल्टेज और करंट सहित कई मापदंडों की विशेषता है, चाहे वह एसी या डीसी हो, वोल्टेज घटाव या आउटपुट करंट को प्रभावित करने वाला प्रतिरोध, थर्मल प्रतिरोध, और सुरक्षित संचालन क्षेत्र के लिए थर्मल और इलेक्ट्रिकल पैरामीटर ( उदाहरण के लिए, बड़ी धाराओं को बार-बार स्विच करने पर थर्मल प्रतिरोध के अनुसार व्युत्पन्न)। एसी वोल्टेज शून्य होने पर वोल्टेज को केवल चालू या बंद करने के लिए एसएसआर में शून्य क्रॉसिंग हार्डवेयर भी शामिल हो सकता है। आनुपातिक एसएसआर वर्तमान आउटपुट (चरण कोण नियंत्रण) को कम करने के लिए शून्य क्रॉसिंग के बाद वोल्टेज की शुरुआत में देरी कर सकते हैं।

यह भी देखें

• ऑप्टो आइसोलेटर

बाहरी संबंध

• A DC Fault Protection Circuit for Audio Amplifiers
• Solid state relay glossary of terminology
• National Instruments Solid State Relays
• Solid State Relays vs Electromechanical Relays