SSR là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của SSR

SSR hay còn được gọi bằng cái tên gọi khác là relay bán dẫn ssr. Đây là một loại relay vô cùng phổ biến hiện nay. Và chúng được ứng dụng vô cùng phổ biến hiện nay. Vậy SSR là gì? Nguyên lý hoạt động của chúng như thế nào?Theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu các thông tin về SSR là gì nhé!

SSR là gì?

Ssr là tên viết tắt của cụm từ Tiếng anh Solid state relay. Đây là một loại relay trạng thái rắn được sử dụng phổ hiện nay. SSR là relay chuyển mạch không yêu cầu sử dụng bất kỳ một bộ phận cơ khí nào. Chính vì vậy giúp cho chúng có lợi thế về tuổi thọ dài hơn so với relay điện cơ thông thường. Mặc dù relay trạng thái rắn có cường độ nhanh hơn so với relay điện cơ. Tuy nhiên chúng có một số quy định thiết kế.

Relay trạng thái rắn đã gây bão trên toàn khắp thế giới. Nó đã tạo ra một cuộc cách mạng phân phối điện trong mọi ngành công nghiệp từ tự động hóa nông nghiệp cho đến hàng không vũ trụ.

So với rơ le điện từ thì rơle trạng thái rắn có những ưu điểm sau: Có độ tin cậy cao, không tiếp xúc, không có tia lửa, tuổi thọ, độ bền cao, tốc độ chuyển mạch nhanh, khả năng chống nhiễu mạnh và kích thước nhỏ.

Cấu tạo của rơ le bán dẫn SSR là gì?

Rơ le bán dẫn có cấu tạo vô cùng đơn giản. Vì chúng không có bộ phận chuyển động đóng ngắt dòng điện như contactor hay relay kiếng…SSR có cấu tạo khá đơn giản bao gồm các Diot phát quang và bộ Tri-ac.

Relay SSR thường được thiết kế như một công tắc bật tắt đơn giản với đầu cực nguồn và đầu cực tải có nhiệm vụ chuyển đổi khi tín hiệu điều khiển bên ngoài được chuyển đến rơle qua một đầu cực khác. Khi điều này xảy ra thì việc chuyển đổi xảy ra rất nhanh và tải được cấp nguồn. Relay có thể được thiết kế và sử dụng trong khả năng chuyển đổi AC hoặc DC. Tuy nhiên cấu hình bên trong phải được sửa đổi để hoạt động tốt cho cả hai trường hợp. Relay DC có thể hoạt động với 1 MOSFET duy nhất. Với nguồn và cổng được kết nối với nguồn và tải của mạch chính, còn tín hiệu điều khiển sẽ được gắn vào cổng thông qua.

Tín hiệu điều khiển có thể có công suất rất thấp, chúng cho phép rơle (và mạch tải lớn) được điều khiển bởi một thứ nhỏ ví dụ như Arduino. Rơle trạng thái rắn có thể có nhiều bóng bán dẫn được xếp song song với nhau để cho phép tiềm năng dòng điện cao hơn, có thể được đánh giá vào khoảng 100 ampe.

Nguyên lý hoạt động của SSR

Mặc dù khác nhau về tín hiệu đầu vào nhưng tất cả các SSR đều hoạt động theo một nguyên lí chung là: Dùng một dòng điện trở nhỏ để điều khiển một dòng điện tải lớn hơn rất nhiều. Các dòng điện trở nhỏ có thể là biến trở, tín hiệu analog 4-20mA 0-10v hoặc tín hiệu relay từ bộ điều khiển…

Hướng dẫn sử dụng relay bán dẫn SSR

Khi sử dụng rơ le bán dẫn, một điều khác với các loại rơ le thông thường là nó không xảy ra hiện tượng tia lửa tóe ra, không gây ra tiếng ồn và gây nhiễu. Bên cạnh đó nó có thời gian sử dụng dài và độ bền khá cao. Relay bán dẫn còn có khả năng chống mòn cao, có thể điều khiển được điện áp cao, kích thước nhỏ gọn nên rất dễ đóng gói và vận chuyển. Chính vì thế, hiện nay rơ le bán dẫn được sử dụng nhiều trong các nhà máy sản xuất cần một công suất tiêu thụ lớn ví dụ như sản xuất các linh kiện điện tử, đồ gia dụng, bao bì… dùng để gia nhiệt nhà máy nhựa, hạt nhựa, hệ thống lò điện lò nung nấu, lò thí nghiệm…

Tuy nhiên trong quá trình sử dụng nếu phải làm việc ở công suất lớn thì rơ le cần tản nhiệt. Điều này đòi hỏi người sử dụng phải có các kiến thức, hiểu biết sâu về các thiết bị điện tử. Vì có nhiều lúc gây lạc tín hiệu và có thể dẫn đến chập cháy điện.

Phân loại SSR

Zero-Switching Relays

Rơ le quay về hoạt động tối thiểu khi điều khiển điện áp được áp dụng. Bên cạnh đó điện áp của tải là gần bằng không. Khi điện áp kiểm soát được lấy ra thì Zero – Chuyển đổi rơle sẽ TẮT tải và hiện tại trong tải là gần như bằng không. Zero-chuyển mạch rơ le là loại rơ le được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Instant ON Relays

Quay về tải ngay khi hiện ON Rơle cho phép tải được bật tại bất kỳ điểm nào trong khi nó lên và sóng xuống…

Peak Switching Relays

Turns ON tải khi điện áp điều khiển là dòng và điện áp của tải với một tốc độ cao đỉnh điểm. Và chúng sẽ chuyển mạch rơ le TẮT khi điện áp kiểm soát được lấy ra và hiện tại tải là gần như bằng không.

Analog Switching Relays

Có một số lượng vô hạn của điện áp đầu ra có thể trong các relay phạm vi đánh giá Analog relay chuyển đổi đã được xây dựng trong đồng bộ hóa mạch điều khiển lượng điện áp đầu ra. Nó như là một chức năng của điện áp đầu vào này cho phép một chức năng Ramp-Up của thời gian để có thể được vào tải. Khi điện áp kiểm soát được lấy ra thì Analog rơ le sẽ chuyển mạch TẮT và hiện tại tải là gần bằng không.

Các thông số kỹ thuật quan trọng cần lưu ý

• Dòng điện điều khiển: Nếu cấp một dòng điện quá lớn. Điều đó có thể làm cho rơ le bị chết. Còn nếu cấp dòng bé quá thì có thể rơ le sẽ không hoạt động được. Vì sử dụng LED hồng ngoại nên chúng ta cần lưu ý một điều là dùng điện áp quá mức có thể gây chết LED trong relay bán dẫn. Bạn có thể mắc thêm trở hạn dòng để hạn chế điều này xảy ra.
• Dòng chịu tải đầu ra: Đây là một thông số quan trọng bạn cần lưu ý khi sử dụng rơ le bán dẫn. Phải cần biết được dòng chịu tải ra như nào để từ đó có thể mắc vào dòng điện nào cho hợp lí. Nếu không tìm hiểu kỹ sẽ làm chết rơ le.

• Hiệu điện thế ở đầu ra: Nếu hiệu điện thế bé mà mắc vào những tải có hiệu điện thế lớn hơn nó rất nhiều thì sẽ dẫn đến relay sẽ bị phá hủy.

Ngoài các thông số kỹ thuật trên thì một số thông số bạn nên lưu ý nữa là:

• Điện áp kích;

• Điện áp đóng ngắt tải AC mắc nối tiếp;

• Dòng tải;

• Kích thước;

• Dòng điện input;

• Điện áp output;

• Dòng điện output: 40A;

• Bảo vệ mạch ở nhiệt độ nào?

• Nhiệt độ hoạt động rộng là bao nhiêu?

Ưu, nhược điểm của SSR

Ưu điểm

• Không xảy ra hiện tượng tóe lửa, không gây nhiễu và không gây ra tiếng ồn như nhiều loại rơ le khác.
• Độ bền và tuổi thọ cao.
• Dòng điều khiển thấp nhưng chúng có thể điều khiển được điện áp cao.
• Kích thước nhỏ gọn, thuận tiện cho việc đóng gói.

Nhược điểm

• Khi làm việc ở công suất lớn thì Rơ le cần phải tản nhiệt.
• Đòi hỏi người sử dụng có hiểu biết và kiến thức về điện tử chuyên sâu.
• Nhiều khi có thể gây méo tín hiệu.
• Có thể xảy ra hiện tượng dò điện và chết chập.

Ứng dụng của Rơ le bán dẫn

Như trên chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về SSR là gì? Những ưu, nhược điểm của SSR là gì? Vậy ứng dụng của SSR là gì? Dưới đây là ứng dụng của SSR mà chúng tôi muốn chia sẻ tới bạn đọc:

• Dùng để gia nhiệt nhà máy nhựa, bao bì nhựa, hạt nhựa;
• Gia nhiệt hệ thống lò điện, lò nung nấu, lò thí nghiệm, lò hơi điện…
• Được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy sản xuất bao bì PP, PE…
• Được ứng dụng trong nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, đồ gia dụng…

Các hãng sản xuất Rơ le bán dẫn uy tín trên thị trường

• Rơ le bán dẫn thương hiệu OMRON;
• Rơ le bán dẫn thương hiệu SCHNEIDER;
• Rơ le bán dẫn thương hiệu AUTONICS;
• Rơ le bán dẫn thương hiệu HANYOUNG;
• Rơ le bán dẫn thương hiệu GREEGOO;
• Rơ le bán dẫn thương hiệu FUJI;
• Rơ le bán dẫn thương hiệu FOTEK;
• Rơ le bán dẫn thương hiệu ANLY…

Sự khác nhau giữa SSR và Relay điện từ SCR

So với SSR thì Relay điện từ sẽ có giá thành thấp hơn, dễ dàng sử dụng hơn và cho phép chuyển đổi một mạch nạp điều khiển bởi một điện năng thấp. Tuy nhiên thì nhược điểm của Relay điện từ là có tốc độ xử lý chậm, phòng hồ quang gây nhiễu và sẽ gây ra tiếng ồn lớn khi sử dụng lâu dài.

SSR là sự thay thế cho SCR ở thời điểm hiện tại, chúng có thể khắc phục được tốt được những nhược điểm và những hạn chế của SCR. Việc tách điện giữa 2 tín hiệu điều khiển đầu vào và điện áp tải đầu ra sẽ được thực hiện bởi sự trợ giúp của một loại cảm biến ánh sáng là Coupler.

SSR hay relay điện tử đều có ưu điểm chúng là mức độ tin cậy cao khi sử dụng, giảm nhiễu điện từ (EMI), không phóng điện hồ quang và từ trường, thời gian phản ứng sẽ nhanh hơn so với SCR. Tuy nhiên thì so với SCR thì SSR sẽ sinh nhiệt và tuổi thọ sẽ ngắn hơn.

Trên đây là toàn bộ thông tin về SSR là gì? Những ưu, nhược điểm của SSR là gì? Và những ứng dụng phổ biến hiện nay của SSR mà thietbikythuat muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng thông qua bài viết giúp bạn đọc hiểu thêm về SSR là gì!