सॉलिड स्टेट रिले एक रिले है जिसमें मुख्य घटक के रूप में सॉलिड स्टेट घटक (जैसे अर्धचालक उपकरण) होते हैं। पारंपरिक यांत्रिक रिले की तुलना में, सॉलिड-स्टेट रिले में कई अंतर और फायदे हैं। निम्नलिखित में सॉलिड-स्टेट रिले की परिभाषा, कार्य सिद्धांत, संरचना, लाभ और अनुप्रयोग क्षेत्रों के बारे में विस्तार से बताया जाएगा।
1. ठोस अवस्था रिले की परिभाषा:
सॉलिड स्टेट रिले (sr के लिए शब्द संक्षिप्त नाम), सॉलिड स्टेट रिले की पूरी संरचना सॉलिड स्टेट इलेक्ट्रॉनिक घटकों से बनी है, औद्योगिक विद्युत उपकरणों के ऊपर एक नए प्रकार का टचलेस स्विचिंग डिवाइस है। संपर्क स्विच क्या है, वास्तव में, इलेक्ट्रॉनिक घटकों (जैसे स्विचिंग ट्रायोड, द्विदिश सिलिकॉन नियंत्रण और अन्य अर्धचालक उपकरणों) स्विच विशेषताओं का उपयोग है, सर्किट को चालू और बंद करने के लिए कोई स्पार्क के उद्देश्य को प्राप्त कर सकता है, इसलिए इसे "संपर्क स्विच" के रूप में भी जाना जाता है। एक सॉलिड-स्टेट रिले एक चार-टर्मिनल सक्रिय डिवाइस है, जिसमें दो टर्मिनल इनपुट नियंत्रण छोर हैं और अन्य दो छोर आउटपुट नियंत्रण छोर हैं। इसमें प्रवर्धन ड्राइव प्रभाव और अलगाव प्रभाव दोनों हैं
2. ठोस अवस्था रिले का कार्य सिद्धांत:
सॉलिड-स्टेट रिले एक टच-फ्री स्विच है। इसका कार्य सिद्धांत अर्धचालक उपकरण की प्रवाहकीय विशेषताओं पर आधारित है। इसमें एक नियंत्रण सर्किट और एक लोड लूप होता है। जब रिले सामान्य रूप से काम कर रहा होता है, तो नियंत्रण सिग्नल को नियंत्रण सर्किट पर लागू किया जाता है, नियंत्रण मॉडल नियंत्रण सर्किट में अर्धचालक तत्व से होकर गुजरता है, और फिर स्विच ऑपरेशन को साकार करने के लिए करंट लोड सर्किट से होकर गुजर सकता है। वास्तव में, इनपुट कंट्रोल वोल्टेज के आकार को बदलकर स्विच की स्थिति को नियंत्रित किया जा सकता है।
3. ठोस अवस्था रिले की संरचना:
इनपुट:
इनपुट वोल्टेज की विभिन्न श्रेणियों के अनुसार, इनपुट सर्किट को डीसी इनपुट सर्किट, एसी इनपुट सर्किट और एसी/डीसी इनपुट सर्किट में विभाजित किया जा सकता है। कुछ इनपुट कंट्रोल सर्किट में TTL/CMOS के साथ संगत, सकारात्मक और नकारात्मक लॉजिक कंट्रोल और रिवर्स फ़ंक्शन भी होते हैं, जिन्हें आसानी से TTL, MOS लॉजिक सर्किट से जोड़ा जा सकता है।
एक निश्चित नियंत्रण वोल्टेज के साथ नियंत्रण संकेत के लिए, प्रतिरोध इनपुट सर्किट को अपनाया जाता है। 5 mA से अधिक पर नियंत्रण धारा की गारंटी है। एक बड़ी भिन्नता सीमा (जैसे 3 ~ 32V) के साथ नियंत्रण संकेत के लिए, निरंतर वर्तमान सर्किट को अपनाया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वर्तमान पूरे वोल्टेज भिन्नता सीमा में 5 mA से अधिक पर मज़बूती से काम करता है।
अलगाव युग्मन
सॉलिड स्टेट रिले के इनपुट और आउटपुट सर्किट के आइसोलेशन और कपलिंग में फोटोइलेक्ट्रिक कपलिंग और ट्रांसफॉर्मर कपलिंग शामिल हैं: फोटोइलेक्ट्रिक कपलिंग में आमतौर पर फोटोडायोड-फोटोट्रायोड, फोटोडायोड-द्विदिशात्मक प्रकाश-नियंत्रित सिलिकॉन, फोटोवोल्टिक सेल का उपयोग किया जाता है, जिससे नियंत्रण पक्ष और लोड पक्ष के बीच आइसोलेशन नियंत्रण का एहसास होता है। उच्च आवृत्ति ट्रांसफॉर्मर कपलिंग उच्च आवृत्ति सिग्नल का उपयोग सेकेंडरी से युग्मित करता है, जिसे वेव चेक द्वारा सुधारा जाता है, और ड्राइव सिग्नल बनाने के लिए लॉजिक सर्किट का उपयोग करता है।
आउटपुट सर्किट
एसएसआर का पावर स्विच सीधे बिजली की आपूर्ति और लोड एंड से जुड़ा होता है, जिससे लोड बिजली की आपूर्ति को चालू और बंद किया जा सकता है। यह मुख्य रूप से हाई-पावर क्रिस्टल ट्रांजिस्टर (स्विच ट्यूब-ट्रांजिस्टर), यूनिडायरेक्शनल (थायरिस्टर या एससीआर), बाइडायरेक्शनल (ट्राइक), पावर फील्ड इफेक्ट ट्यूब (एमओएसएफईटी), इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी) का उपयोग करता है। सॉलिड स्टेट रिले के आउटपुट सर्किट को डीसी आउटपुट सर्किट, एसी आउटपुट सर्किट और एसी/डीसी आउटपुट सर्किट में भी विभाजित किया जा सकता है। लोड प्रकार के अनुसार, इसे डीसी सॉलिड स्टेट रिले और एसी सॉलिड स्टेट रिले में विभाजित किया जा सकता है। डीसी आउटपुट के लिए बाइपोलर डिवाइस या पावर फील्ड इफेक्ट ट्यूब का इस्तेमाल किया जा सकता है और एसी आउटपुट के लिए आमतौर पर दो एससीआर या एक बाइडायरेक्शनल एससीआर का इस्तेमाल किया जाता है। एसी सॉलिड स्टेट रिले को सिंगल फेज एसी सॉलिड स्टेट रिले और थ्री फेज एसी सॉलिड स्टेट रिले में विभाजित किया जा सकता है। एसी सॉलिड स्टेट रिले को कंडक्शन और शटडाउन के समय के अनुसार रैंडम एसी सॉलिड स्टेट रिले और ओवर-जीरो एसी सॉलिड स्टेट रिले में विभाजित किया जा सकता है।
4. अंतर और लाभ:
(1) गति: सॉलिड-स्टेट रिले की प्रतिक्रिया गति तेज़ होती है, क्योंकि इसे सेमीकंडक्टर डिवाइस द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और यह यांत्रिक घटकों के बिना एक यांत्रिक रिले है। इसलिए, सॉलिड-स्टेट रिले की स्विचिंग गति माइक्रोसेकंड स्तर तक पहुँच सकती है, जो मैकेनिकल रिले के मिलीसेकंड स्तर से बहुत अधिक है।
(2) जीवन: क्योंकि कोई यांत्रिक संरचना नहीं है, इसलिए ठोस-अवस्था रिले का जीवन लंबा है। यांत्रिक रिले के यांत्रिक भागों को पहनने की संभावना होती है और लंबे समय तक उपयोग के बाद विफलता की संभावना होती है, जबकि ठोस अवस्था रिले में यह समस्या नहीं होती है, इसलिए वे लंबा जीवन प्रदान कर सकते हैं।
(3) मौन: स्विचिंग प्रक्रिया में यांत्रिक रिले यांत्रिक प्रभाव ध्वनि का उत्पादन करेगा, और ठोस राज्य रिले में कोई यांत्रिक गति नहीं है, ठोस राज्य रिले कोई संपर्क स्विच नहीं है, कोई यांत्रिक रिले प्रभाव ध्वनि नहीं होगी। यह ठोस-राज्य रिले शोर का उत्पादन नहीं करेगा, अधिक चुप।
(4) आयतन: यांत्रिक रिले आयतन की तुलना में आयतन के ऊपर का अंतर, ठोस अवस्था रिले आयतन छोटा होगा, कम जगह घेरेगा। एक बड़ा पोर्टेबल स्वभाव है। ठोस अवस्था रिले का छोटा आकार भी इसे सीमित स्थान में उच्च सर्किट घनत्व प्राप्त करने में सक्षम बनाता है, और इसे सीमित स्थान या उच्च वजन आवश्यकताओं वाले कुछ क्षेत्रों में बेहतर ढंग से लागू किया जा सकता है।
(5) विश्वसनीयता: सॉलिड स्टेट रिले कोई यांत्रिक संपर्क नहीं है, कोई संपर्क स्विच नहीं है। सॉलिड-स्टेट रिले यांत्रिक पहनने के कारण अपने प्रदर्शन को कम नहीं करते हैं और कोई चाप घटना उत्पन्न नहीं कर सकते हैं, जो उनके सेवा जीवन को काफी हद तक बढ़ाता है। और सॉलिड स्टेट रिले की स्विचिंग गति बहुत तेज़ है, जो कई मिलीसेकंड से लेकर कई माइक्रोसेकंड तक की प्रतिक्रिया समय तक पहुँच सकती है, और इसकी अंतर्निहित इलेक्ट्रॉनिक घटक विशेषताओं के कारण उच्च विश्वसनीयता और लंबा जीवन है। सॉलिड स्टेट रिले की संरचना पूरी तरह से सील है, जिसमें अच्छा कंपन प्रतिरोध और यांत्रिक प्रभाव प्रतिरोध है, और यह उच्च प्रभाव और कंपन वातावरण के काम के लिए उपयुक्त है। शेल में अच्छी नमी-प्रूफ, फफूंदी, जंग रोकथाम गुण भी हैं, जो सभी प्रकार के कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त हैं।
5. अनुप्रयोग क्षेत्र:
सॉलिड-स्टेट रिले का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:
(1) औद्योगिक स्वचालन नियंत्रण प्रणाली: औद्योगिक स्वचालन नियंत्रण प्रणाली को उच्च गति, कुशल स्विच संचालन की आवश्यकता होती है, ठोस राज्य रिले इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, और औद्योगिक पर्यावरण शोर, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप और अन्य प्रतिकूल कारकों का सामना कर सकता है।
(2) घरेलू उपकरण: ठोस-राज्य रिले का व्यापक रूप से घरेलू उपकरणों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि इलेक्ट्रिक भट्ठी, माइक्रोवेव ओवन, इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर, आदि। इसकी विश्वसनीयता और लंबे जीवन विशेषताओं के कारण, यह घरेलू उपकरणों की सेवा जीवन और कार्य कुशलता में सुधार कर सकता है।
(3) चिकित्सा उपकरण: चिकित्सा उपकरणों में सटीकता और विश्वसनीयता के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं, और ठोस-राज्य रिले अधिक स्थिर और सटीक स्विच नियंत्रण प्रदान कर सकते हैं, इसलिए इसका व्यापक रूप से चिकित्सा उपकरणों में उपयोग किया जाता है।
(4) पावर इलेक्ट्रॉनिक्स: पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में सॉलिड-स्टेट रिले का अनुप्रयोग भी धीरे-धीरे बढ़ रहा है, जैसे फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स, इनवर्टर और चार्जिंग पाइल्स।
निष्कर्ष में, सॉलिड स्टेट रिले मुख्य घटकों के रूप में सेमीकंडक्टर उपकरणों का उपयोग करने वाले रिले हैं, जिनमें तेज़ गति, लंबा जीवन, मौन, छोटा आकार और उच्च विश्वसनीयता के लाभ हैं। इसका व्यापक रूप से औद्योगिक स्वचालन, घरेलू उपकरणों, चिकित्सा उपकरणों और बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है। ये विशेषताएँ सॉलिड-स्टेट रिले को मैकेनिकल रिले के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती हैं।
