Solid State Relay

โดย : Admin

โซลิดสเตตรีเลย์คืออะไร



 

รูปแสดงตัว โซลิดสเตตรีเลย์ แบบ 1 เฟส และ 3 เฟ ที่มีใช้ในอุตสาหกรรม

 

 

โซลิดสเตตรีเลย์ (Solid State Relay ) มักเรียกย่อๆว่า เอสเอสอาร์ (SSR) เป็นรีเลย์ที่มีรูปร่างทางกายภาพอยู่ในสภานะของแข็งหรือคงตัว (Solid) ไม่มีส่วนของแมคคานิกส์หรือกลไกใดๆเคลื่อนที่หรือเคลื่อนไหว  เนื่องจากเป็นรีเลย์ที่สร้างขึ้นจากอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์  

การทำงานของรีเลีโดยทั่วไปจะใช้ไฟฟ้ากระแสตรงหรือไฟดีซีแรงดันและกระแสต่ำๆทำหน้าที่เป็นอินพุต เพื่อควบคุมให้เอาท์พุตจ่ายกระแสและแรงดันที่สูงให้กับโหลด  ส่วนแรงดันและกระแสพิกัดใช้งานนั้นโดยทั่วไปก็จะระบุไว้ที่ตัวรีเลย์  สำหรับเอาพุตที่ใช้งานก็จะมีทั้งแบบใช้เฉพาะกับไฟดีซี (DC Voltage) และแบบใช้กับไฟเอซี (AC voltage)

 

ซ้ายมือ : ตัวอย่างอิเล็กโตรแมกเนติกรีเลย์ทั่วๆไป (รีเลย์ที่ทำงานโดยอาศัยอานาจแม่เหล็กไฟฟ้)  การตัดต่อวงจรจะมีส่วนที่เคลื่อนที่ (หน้าคอนแทคมีการเคลื่อนที่เปลี่ยนสภานะ )
ขวามือ :  ตัวอย่างวงจรของโซลิตสเตดรีเลย์ที่ใช้ออปโต้-ไตรแอคเป็นสวิตซ์ ตัดต่อวงจร ซึ่งจะไม่มี่ส่วนที่เคลื่อนที่ ซึ่งจะชีลปิดผนึก  และจะตัดต่อวงจรโดยอาศัยหลักการการนำกระแสของอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ

 

โซลิดสเตตรีเลย์ ที่ใช้งานในอุตสาหกรรมโดยทั่วไป  หากพิจารณาที่เอาท์พุตของรีเลย์ ก็จะแยกประเภทเป็นแบบ 1 เฟส และ 3 เฟส  ส่วนที่ 1 เฟสก็จะแยกออกเป็นสองกลุ่มย่อยๆ คือกลุ่มที่ใช้งานทั่วไปและกลุ่มใช้ติดตั้งบนแผ่น PCB ดังต่อไปนี้
 

โซลิดสเตตรีเลย์แบบ 1 เฟสแบบที่ใช้งานทั่วๆไป   Single Phase Solid State Relay

ลักษณะของรีเลย์แบบนี้จะที่ไม่มีหน้าคอนแทคแต่จะอาศัยหลักการนำกระแสของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์  ดังนั้นจึงสามารถทำงานความถี่สูงได้ และมีอายุการใช้งานทนนาน   รวมถึงมี LED แสดงสภาวะการทำงานของอินพุต

 

โซลิดสเตตรีเลย์ 1 เฟส ยี่ห้อต่างๆ  ที่มีใช้ท้่วไปในอุตสาหกรรม

 โซลิดสเตตรีเลย์แบบ 1 เฟส แบบติดตั้งบนแผ่นพีซีบี     PCB Solid State Relay On PCB

โซลิดสเตตรีเลย์1 เฟส แบบนี้โดยทั่วไปจะมีขนาดเล็กกว่าทั่วๆไป ซึ่งออกแบบมาสำหรับตติดตั้งบนแผ่นหรือแผงวงจรอิเล็คทรอนิกส์ printed circuit board (PBC)   

สำหรับการทำงานของรีเลย์แบบนี้จะเป็นแบบที่เรียกว่า Zero Crossing เพื่อป้องกันแรงดันเกินชั่วขณะสำหรับโหลด Solenoid หรือ Moter Control 
 

 

 

โซลิดสเตตรีเลย์แบบ 1 เฟส 



 

จากรูปด้านบน คือตัวอย่างของ SSR ซึ่งได้มีการพัฒนามาหลายรุ่นด้วยกัน ซึ่งในส่วนของอินพุท (ขั้วต่อสาย 1 และ 2) ที่เป็นสัญญาณควบคุมก็จะมีทั้งที่ใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงหรือดีซี (5 ถึง 24 VDC)  และไฟฟ้ากระแสสลับหรือเอซี (100 ถึง 240 VAC,200 ถึง 240 VAC และ 100 ถึง 120 VAC)

ส่วนแรงดันใช้งานทางด้านขาออกหรือเอาท์พุต (ขั้วต่อสาย 3 และ 4) ก็จะเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ  ซึ่งแต่ละรุ่นก็จะมีระบุที่ตัว SSR   ดังนั้นเวลาจะชื้อหรือใช้งานก็ต้องดูรายละเอียดที่ระบุไว้บนตัว SSR จะทำออกมาหลายแบบ ให้เหมาะกับการนำไปใช้งาน


 

โซลิดสเตตรีเลย์แบบ 3 เฟส Three Phase Solid State Relay

โซลิดสเตตรีเลย์แบบ 3 เฟส Three Phase Solid State Relay เป็นโซลิดสเตตรีเลย์ แบบ 3 เฟส อายุการใช้งานยาวนาน มีวารีสเตอร์ป้องกัน Transient ฉนวนกันความร้อนสูง ระหว่างอินพุต และเอาท์พุต ความจุขนาดใหญ่ ลำตัวเล็กกระทัดรัด ตัวอย่างการนำไปใช้งาน: ใช้กับเครื่องจักร เครื่องพิมพ์ อ่างควบคุมอุณภูมิ เครื่องฉีดพลาสติก เครื่องบรรจุ บางรุ่น มีโซลิดสเตทรีเลย์ สำหรับลดอาการกระตุก/กระชากของมอเตอร์ ในช่วงเริ่มต้นออกตัว ช่วยยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ ป้องกันไม่ให้เฟืองหรือมูเล่ย์แตกหักในขณะออกตัว ใช้งานกับปั๊มน้ำ, คอมเพรสเซอร์, มอเตอร์ขับสายพาน

 

โซลิดสเตตรีเลย์ 3 เฟส ยี่ห้อต่างๆ

 

ชนิดของโซลิดสเตตรีเลย์  เมื่อแยกตามลักษณะของการ Switching

โซลิดสเตตรีเลย์หากพิจารณาตามลักษณะของการสวิตซิ่ง (Switching) ก็จะแยกออกเป็นสองชนิดคือแบบที่เรียกว่า Zero crossing หรือ Zero Switching และแบบที่เรียกว่า Analog Switching
 

สำหรับที่เห็นกันในท้องตลาดส่วนใหญ่จะเป็นแบบ Zero Switching (สำหรับโหลด AC) และ DC Switching (สำหรับโหลด DC) เพราะว่าใช้ได้กับโหลดทุกประเภท โดยไม่ต้องสอบถามรายละเอียดมากมาย   และอาจจะมี Analog Switching อยู่บ้าง เพื่อนำไปควบคุมโหลดที่สามารถหรี่ได้ เช่น ฮีตเตอร์ โดยใช้ร่วมกับ เครื่องควบคุมอุณหภูมิ ระบบ PID ซึ่งโซลิดสเตตรีเลย์ประเภทนี้ มีผู้ผลิตน้อยมาก

 

***  Zero Crossing คือการตัดต่อวงจร ช่วงที่แรงดันมีค่าเข้าใกล้ 0  โวลท์หรือใกล้เคียง (บริเวณ 0 ,180 และ 360 องศา )เพื่อเป็นการตัดต่อวงจรช่วงที่กระแสต่ำที่สุด

 
ตัวอย่างการใช้งาน SRR  ในการควบคุมอุณหภูมิ หรือ temperature contro

s

 

SRR  เวลาทำงานจะเกิดความร้อน ดังนั้นควรใช้ร่วมกับ Heat Sink เพื่อระบายความร้อนและยืดอายุการใช้งานของ Solid State Relay
 

โซลิดสเตตรีเลย์ กับ รีเลย์ธรรมดา มีข้อดีข้อด้อยต่างกันอย่างไร ?

ไม่ว่าอะไรก็ตาม ไม่มีสิ่งใดในโลกที่ดีเลิศ 100% และไม่มีสิ่งใดในโลกที่จะแย่ 100% จึงขึ้นอยู่กัยว่าเราจะมองข้อเปรียบเทียบจุดไหน แต่สามารถบอกได้แค่เพียงว่า โซลิดสเตตรีเลย์มีข้อดีมากกว่า รีเลย์ธรรมดาดีอย่างไร และมีข้อด้อยอะไรบ้างดังนี้ 
 

 

ข้อดีของโซลิดสเตตรีเลย์    - อายุการใช้งานมากกว่า 1 พันล้านครั้ง (ข้อนี้ต้องรอการพิสูจน์ เนื่องผู้ใช้งานยังไม่เชื่อ เนื่องจากยังมีเสียให้เห็นอยู่บ่อย)    - ไม่มีการสปาร์ก หรือ อาร์ก, เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) น้อย    -  ไม่กลัวการสั่นสะเทือน หรือการกระทบกระแทก    -  ไม่กลัวฝุ่น    -  ไม่มีเสียงรบกวน ทำงานเงียบสนิท    - ใช้งานกับ PLC หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้โดยตรง    - ทำงาน (การตัดต่อ) ได้เร็ว

ข้อด้อยของโซลิดสเตตรีเลย์   -  ต้องใช้แผ่นระบายความร้อน (Heat Sink)   -  ทน Transient Voltage ได้ต่ำ   -  เกิดแรงดันตกคร่อม   -  มีกระแสรั่วไหล เมื่ออยู่ในสภาวะ OFF

Cr:  https://www.supremelines.co.th   &   https://tic.co.th
 

เนื้อหาโดย: 9engineer.com (https://9engineer.com/)