સેમિકન્ડક્ટર રિલે - પ્રકારો, ઉપકરણ અને કામગીરીના સિદ્ધાંત

ઘણા વાચકો, "રિલે" શબ્દ સાંભળીને ચોક્કસપણે એક કોઇલની કલ્પના કરશે જેના મૂળમાં એક ફરતો સંપર્ક આકર્ષાય છે. અને આ બિલકુલ આશ્ચર્યજનક નથી, કારણ કે મૂળરૂપે રિલે હંમેશા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હતા, અને "રિલે" શબ્દનો અર્થ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ ખોલવા અને બંધ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઉપકરણ તરીકે સમજવામાં આવે છે.

તેમ છતાં, લાંબા સમયથી, સેમિકન્ડક્ટર સ્વીચોનો ઉપયોગ ટેક્નોલોજીના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટને સ્વિચ કરવા માટે કરવામાં આવે છે: ટ્રાન્ઝિસ્ટર, થાઇરિસ્ટોર્સ, ટ્રાઇક્સ. સેમિકન્ડક્ટર એડવાન્સિસ અને રિલેને બક્ષવામાં આવ્યા નથી.

એ હકીકત હોવા છતાં કે મોટા પ્રવાહો અને વોલ્ટેજવાળા સર્કિટ પરંપરાગત રીતે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલેની મદદથી સ્વિચ કરવામાં આવે છે, આજે સ્થિર અને શક્તિશાળી સેમિકન્ડક્ટર ઇલેક્ટ્રિકલ સ્વીચો અમલમાં મૂકવાનું પહેલેથી જ શક્ય છે. આવા સ્વીચો સેમિકન્ડક્ટર રિલે અથવા છે સોલિડ સ્ટેટ રિલે (અંગ્રેજી સોલિડ-સ્ટેટ રિલેમાંથી, સંક્ષિપ્ત SSR).

આમ, સેમિકન્ડક્ટર રિલે હવે એક જંગમ યાંત્રિક સંપર્ક વિના સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણના નિયંત્રણ ઇનપુટને નીચા નિયંત્રણ વોલ્ટેજને સપ્લાય કરીને પાવર સર્કિટમાં શક્તિશાળી લોડને ચાલુ/બંધ કરવાનું કામ કરે છે.

સોલિડ-સ્ટેટ (સોલિડ-સ્ટેટ) રિલે હાઉસિંગની અંદર એક સેન્સિંગ સર્કિટ છે જે કંટ્રોલ સિગ્નલને પ્રતિસાદ આપે છે, તેમજ પાવર સપ્લાય સેક્શન - હાઇ-પાવર સર્કિટની બાજુમાં સોલિડ-સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ.

આવા રિલેનો ઉપયોગ ડીસી અને એસી સર્કિટમાં થાય છે, જ્યાં તેઓ અગાઉના મિકેનિકલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલે અને કોન્ટેક્ટર્સ જેવા જ કાર્યો કરે છે, હવે માત્ર સ્વિચિંગ સર્કિટમાં ભાગોને ખસેડ્યા વિના સમસ્યા હલ થાય છે. પરિણામે, રિલે હાઉસિંગમાં એકીકૃત શક્તિશાળી થાઇરિસ્ટોર્સ, ટ્રાયક્સ ​​અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરને આભારી, યાંત્રિક ઘટકોનો આશરો લીધા વિના સેંકડો એમ્પીયર સુધી પ્રવાહોને સ્વિચ કરવાનું શક્ય બન્યું.

ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ રિલેની તુલનામાં, સોલિડ સ્ટેટ રિલેમાં સેંકડો માઇક્રોસેકન્ડના ક્રમમાં વધુ સલામત સ્વિચિંગ ઝડપ હોય છે, જ્યારે કંટ્રોલ સર્કિટ અને પાવર સર્કિટ સંપૂર્ણપણે ગેલ્વેનિકલી એકબીજાથી અલગ હોય છે (ઓપ્ટોકોપલ આઇસોલેશનનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે).

સોલિડ-સ્ટેટ રિલે ટૂંકા સમય માટે સ્વિચિંગ બાજુ પર ઓવરલોડનો સામનો કરવામાં સક્ષમ છે અને સેવામાં રહે છે, જેનો ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ પૂર્વજો બડાઈ કરી શકતા નથી. તે જ સમયે, સોલિડ-સ્ટેટ રિલે શાંતિથી કાર્ય કરે છે, તેમાં કોમ્પેક્ટ પરિમાણો છે, અહીંના સંપર્કો ઓક્સિડાઇઝ થતા નથી (કારણ કે ત્યાં કોઈ સંપર્કો નથી), ત્યાં કોઈ સ્પાર્ક નથી, ઉપકરણ ધૂળ અથવા કંપનથી ડરતું નથી.

અલબત્ત, વાહક અવસ્થામાં રિલેના અર્ધ-વાહક સંયોજનનો પ્રતિકાર બિન-રેખીય છે, અને ઉચ્ચ સ્વિચ કરેલા પ્રવાહો પર ઉપકરણને બિલકુલ ઠંડકની જરૂર છે, પરંતુ પ્લીસસ ચોક્કસપણે આ પરંપરાગત ખામીઓને ઓવરલેપ કરે છે. વધુમાં, સોલિડ-સ્ટેટ રિલેનું જીવનકાળ લાખો સ્વિચિંગ ચક્રમાં માપવામાં આવે છે.

DC અથવા AC સ્વિચિંગ માટે સોલિડ-સ્ટેટ રિલે સિંગલ-ફેઝ અથવા ત્રણ-તબક્કા છે. AC સ્વિચિંગ રિલેમાં બિલ્ટ-ઇન શૂન્ય-ક્રોસિંગ સેન્સર હોય છે, જેથી સ્વિચિંગ વ્યવહારીક રીતે શૂન્ય પ્રવાહ પર થાય છે, સોલિડ-સ્ટેટ સ્વીચને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના, ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સથી ખતરનાક પ્રવાહ વધ્યા વિના.

થાઇરિસ્ટર્સ અથવા ટ્રાઇક્સ એસી રિલે અને ફીલ્ડમાં સ્વિચ તરીકે સેવા આપે છે IGBT ટ્રાંઝિસ્ટરકંટ્રોલ સિગ્નલ સ્ત્રોતમાંથી સીધા જ કંટ્રોલ સર્કિટને પાવર સપ્લાય કરવામાં આવે છે, અને કંટ્રોલ કરંટ થોડા મિલિએમ્પ્સ કરતાં વધી જતો નથી, અને સ્વિચિંગ કરંટ દસ કે સેંકડો એમ્પીયર હોઈ શકે છે.

નોન-રિવર્સિંગ અને રિવર્સિંગ થ્રી-ફેઝ સોલિડ-સ્ટેટ રિલે ઉપલબ્ધ છે. થ્રી-ફેઝ રિવર્સિંગ રિલેમાં બે કંટ્રોલ ઇનપુટ હોય છે, અને આઉટપુટ પર એક તબક્કામાં તેની સ્થિતિ બિલકુલ બદલાતી નથી.

વિશાળ મિકેનિકલ મેગ્નેટિક સ્ટાર્ટર્સની તુલનામાં, કોમ્પેક્ટ સેમિકન્ડક્ટર રિલે શાંતિથી કામ કરે છે અને થાકી જતા નથી, તમારે સમયાંતરે સંપર્કોને સાફ કરવાની જરૂર નથી, અને શક્તિશાળી લોડ માટે તે સારી ઠંડક સાથે રિલે હાઉસિંગ પ્રદાન કરવા માટે પૂરતું છે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં રેડિયેટર સિવાય, તેના માટે સ્થાપન પૂરું પાડવામાં આવેલ છે.

ધૂળવાળુ અને વિસ્ફોટક ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે, અહીં સોલિડ-સ્ટેટ રિલે એક વાસ્તવિક તારણહાર છે, કારણ કે યાંત્રિક સંપર્કોની ચાપ તેની ગેરહાજરીને કારણે બાકાત રાખવામાં આવી છે, અને રિલેનું સીલબંધ હાઉસિંગ ઇલેક્ટ્રોનિક્સને ગંદા થવા દેશે નહીં. .

પ્લાસ્ટિક હાઉસિંગમાં લઘુચિત્ર સોલિડ સ્ટેટ રિલે PCB માઉન્ટ કરવા માટે ઉપલબ્ધ છે. આવા રિલે 220-240 વોલ્ટના મુખ્ય વોલ્ટેજ પર 2 એમ્પીયર સુધીના પ્રવાહોને સ્વિચ કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પંખો અથવા પંપ, દીવો અથવા તો એક નાનું રેડિયેટર પણ સેન્સરમાંથી 5-વોલ્ટના ડિજિટલ સિગ્નલ સાથે ચાલુ કરી શકાય છે, જે સામાન્ય રીતે DIY ઉત્સાહીઓ હોમ ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.