SSR là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

SSR hay còn được gọi là relay bán dẫn SSR, là một loại relay rất phổ biến trong thời điểm hiện tại. Vậy SSR là gì? Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Hãy tham khảo nội dung sau đây để biết rõ SSR là gì nhé.

SSR là viết tắt của từ gì?

SSR là viết tắt của Solid State Relay, có nghĩa là "relay rắn". Nó là một loại thiết bị điện tử được sử dụng để điều khiển dòng điện mà không sử dụng các bộ chuyển mạch cơ học như trong relay truyền thống. Thay vì sử dụng cuộn dây và cơ cấu chuyển động, SSR sử dụng các linh kiện bán dẫn như transistor, thyristor hoặc triac để điều khiển dòng điện.

SSR cung cấp các lợi ích so với relay cơ truyền thống. Vì không có cơ cấu chuyển động vật lý, SSR không gây tiếng ồn và có tuổi thọ cao hơn. Ngoài ra, SSR cũng có khả năng chuyển mạch nhanh, tiết kiệm năng lượng và có kích thước nhỏ gọn hơn.

SSR thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu điều khiển dòng điện cao, bảo vệ mạch điện và kiểm soát quá tải. Chẳng hạn, SSR có thể được sử dụng trong hệ thống điều khiển nhiệt độ, điều khiển động cơ, điều khiển ánh sáng, hệ thống điều khiển công nghiệp và nhiều ứng dụng điện tử khác.

Với sự phát triển của công nghệ điện tử, SSR đã trở thành một giải pháp hiệu quả và đáng tin cậy cho việc điều khiển dòng điện. Sự kết hợp giữa các linh kiện bán dẫn và khả năng điều khiển chính xác dòng điện đã làm cho SSR trở thành một công cụ quan trọng trong các ứng dụng điện tử và công nghiệp hiện đại.

Bảng giá relay SSR mới nhất

Tên SP	Mã hàng	Loại	Thông số kỹ thuật	Hãng	Đơn giá
Solid State Relay	H360ZD	AC-DC	output: 24-680Vac, input: 4-32Vdc	SEMCON	252.000đ
Solid State Relay	H3100ZD	AC-DC	output: 24-680Vac, input: 4-32Vdc	SEMCON	316.000đ
Solid State Relay	H3150ZD	AC-DC	output: 24-680Vac, input: 4-32Vdc	SEMCON	441.000đ
Solid State Relay	H3200ZD	AC-DC	output: 24-680Vac, input: 4-32Vdc	SEMCON	504.000đ
Solid State Relay	H3300ZD	AC-DC	output: 24-680Vac, input: 4-32Vdc	SEMCON	630.000đ
Solid State Relay	H3400ZD	AC-DC	output: 24-680Vac, input: 4-32Vdc	SEMCON	756.000đ
Solid State Relay	SC-1LA2225	Analog 4-20mA	output: 24-280Vac, input: 4-20mA	SEMCON	147.000đ
Solid State Relay	SC-1LA2240	Analog 4-20mA	output: 24-280Vac, input: 4-20mA	SEMCON	204.000đ
Solid State Relay	SC-1LA2260	Analog 4-20mA	output: 24-280Vac, input: 4-20mA	SEMCON	285.000đ
Solid State Relay	SC-1LA2280	Analog 4-20mA	output: 24-280Vac, input: 4-20mA	SEMCON	316.000đ
Solid State Relay	SC-1LA22100	Analog 4-20mA	output: 24-280Vac, input: 4-20mA	SEMCON	347.000đ
Solid State Relay	SC-1LA22120	Analog 4-20mA	output: 24-280Vac, input: 4-20mA	SEMCON	378.000đ
Solid State Relay	SC-1DA4825	AC-DC	output: 24-280Vac, input: 3-32Vdc	SEMCON	76.000đ
Solid State Relay	SC-1DA4840	AC-DC	output: 24-280Vac, input: 3-32Vdc	SEMCON	108.000đ
Solid State Relay	SC-1DA4860	AC-DC	output: 24-280Vac, input: 3-32Vdc	SEMCON	164.000đ
Solid State Relay	SC-1DA4880	AC-DC	output: 24-280Vac, input: 3-32Vdc	SEMCON	196.000đ
Solid State Relay	SC-1DA48100	AC-DC	output: 24-280Vac, input: 3-32Vdc	SEMCON	209.000đ
Solid State Relay	SC-1DA48120	AC-DC	output: 24-280Vac, input: 3-32Vdc	SEMCON	228.000đ
Solid State Relay	SC-3DA4840	AC-DC	output: 480Vac, input: 5-32Vdc	SEMCON	348.000đ
Solid State Relay	SC-3DA4860	AC-DC	output: 480Vac, input: 5-32Vdc	SEMCON	536.000đ
Solid State Relay	SC-3DA4880	AC-DC	output: 480Vac, input: 5-32Vdc	SEMCON	630.000đ
Solid State Relay	SC-3DA48100	AC-DC	output: 480Vac, input: 5-32Vdc	SEMCON	788.000đ
Solid State Relay	SC-3DA48120	AC-DC	output: 480Vac, input: 5-32Vdc	SEMCON	852.000đ
Solid State Relay	SC-3DA48150	AC-DC	output: 480Vac, input: 5-32Vdc	SEMCON	1.134.000đ
Solid State Relay	SC-3DA48200	AC-DC	output: 480Vac, input: 5-32Vdc	SEMCON	1.344.000đ
Solid State Relay	SC-3AA4840	AC-AC	output: 480Vac, input: 90-250Vac	SEMCON	353.000đ
Đế tản nhiệt SSR 1 pha	TRT-A		Dùng cho SSR 25A.40A.60A		30.000đ
Đế tản nhiệt SSR 1 pha	TRT-B		Dùng cho SSR 80A.100A.120A		54.000đ
Đế tản nhiệt SSR 3 pha	TRT-F				114.000đ
Đế tản nhiệt SSR	TRT-G				456.000đ

 

Cấu tạo relay bán dẫn SSR

Cấu tạo relay SSR

SSR (Solid State Relay) là một thiết bị điện tử được sử dụng để điều khiển dòng điện mà không cần sử dụng cơ cấu chuyển động như trong relay truyền thống. Cấu tạo của một SSR bao gồm các thành phần chính sau:

Input Control Circuit: Đây là phần của SSR nhận tín hiệu điều khiển từ nguồn điều khiển như mạch logic hoặc vi điều khiển. Input control circuit thường sử dụng điện trở và điốt để điều khiển thành phần bán dẫn bên trong SSR.

Optoisolator: Optoisolator là một linh kiện quan trọng trong SSR để cách ly hoàn toàn tín hiệu điều khiển từ nguồn điều khiển và mạch công suất. Nó bao gồm một đèn LED và một fototriac hoặc fototransistor. Khi tín hiệu điều khiển ánh sáng từ LED, nó kích hoạt fototriac hoặc fototransistor để chuyển mạch dòng điện trong mạch công suất.

Output Power Circuit: Đây là phần của SSR điều khiển dòng điện trong mạch công suất. Output power circuit sử dụng các thành phần bán dẫn như thyristor (SCR) hoặc triac để chuyển mạch dòng điện. Khi tín hiệu điều khiển từ optoisolator được kích hoạt, thyristor hoặc triac được mở hoặc đóng để điều khiển dòng điện trong mạch nạp.

Heat Sink: SSR thường được gắn kết với một tản nhiệt (heat sink) để tản nhiệt và duy trì nhiệt độ hoạt động an toàn. Heat sink giúp SSR làm việc ổn định và giảm nguy cơ quá nhiệt.

Cấu trúc và thiết kế của SSR có thể thay đổi tùy thuộc vào nhà sản xuất và mục đích sử dụng. Một số SSR có thể có các tính năng bổ sung như bảo vệ quá dòng, cách ly điện và điều chỉnh điện áp đầu vào. Tuy nhiên, bất kể cấu trúc cụ thể, SSR luôn cung cấp một giải pháp điều khiển dòng điện an toàn, chính xác và không tiếng ồn trong các ứng dụng điện tử và công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của relay SSR

Nguyên lý hoạt động của SSR (Solid State Relay) dựa trên sự điều khiển của linh kiện bán dẫn như thyristor (SCR) hoặc triac. SSR không sử dụng cơ cấu chuyển động như trong relay truyền thống, mà thay vào đó sử dụng tín hiệu điện hoặc ánh sáng để kích hoạt linh kiện bán dẫn, từ đó chuyển mạch dòng điện trong mạch công suất.

Dưới đây là nguyên lý hoạt động chung của SSR:

Tín hiệu điều khiển: SSR nhận tín hiệu điều khiển từ nguồn điều khiển như mạch logic hoặc vi điều khiển. Tín hiệu điều khiển có thể là tín hiệu điện hoặc tín hiệu ánh sáng.

Optoisolator: Tín hiệu điều khiển được đưa vào một optoisolator, cũng được gọi là optocoupler. Optoisolator bao gồm một đèn LED và một fototriac hoặc fototransistor. Khi tín hiệu điều khiển được áp dụng, đèn LED sáng, và ánh sáng từ LED kích hoạt fototriac hoặc fototransistor.

Linh kiện bán dẫn: Khi được kích hoạt bởi ánh sáng từ optoisolator, linh kiện bán dẫn bên trong SSR, chẳng hạn như thyristor (SCR) hoặc triac, mở hoặc đóng để điều khiển dòng điện trong mạch công suất. Thyristor (SCR) được sử dụng trong SSR để chuyển mạch dòng điện trong một chiều, trong khi triac được sử dụng để chuyển mạch dòng điện trong cả hai chiều.

Điện áp và dòng điều khiển: SSR có thể được điều khiển bằng một điện áp thấp hoặc một dòng điện nhỏ. Điện áp hoặc dòng điều khiển nhỏ này chỉ cần đủ để kích hoạt linh kiện bán dẫn và chuyển mạch dòng điện trong mạch công suất.

Phân loại relay SSR

Zero Switching Relays

Relay zero-chuyển mạch (Zero-crossing relay) là một loại rơ le có khả năng quay về hoạt động tối thiểu khi có điện áp điều khiển được áp dụng. Khi điện áp điều khiển được cắt đứt, rơ le sẽ tắt tải và dòng điện trong tải gần như bằng không. Đây là loại relays được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế.

Instant ON Relays

Instant On Relay

Relay bật tức thời, còn được gọi là rơle không trễ hoặc rơle thời gian không, là thiết bị chuyển mạch điện có khả năng kích hoạt hoặc hủy kích hoạt các tiếp điểm của chúng hầu như ngay lập tức khi nhận được tín hiệu điều khiển. Rơle điện cơ truyền thống thường có độ trễ ngắn giữa việc áp dụng tín hiệu điều khiển và đóng hoặc mở các tiếp điểm của chúng. Độ trễ này thường nằm trong khoảng mili giây.

Peak Switching Relays

Peak Switching Relay

Rơle chuyển mạch đỉnh là rơle điện được thiết kế để xử lý tải dòng điện cao, đặc biệt là trong thời gian nhu cầu cao điểm. Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống phân phối điện để quản lý việc chuyển đổi các phụ tải nặng, chẳng hạn như máy sưởi điện, máy điều hòa không khí, máy nước nóng và các thiết bị khác tiêu thụ một lượng điện năng đáng kể.

Trong thời kỳ nhu cầu cao nhất, khi có tải trọng cao trên lưới điện, các tiện ích có thể thực hiện các chiến lược quản lý tải để ngăn ngừa quá tải và đảm bảo cung cấp điện đáng tin cậy. Rơle chuyển mạch đỉnh đóng một vai trò quan trọng trong các chiến lược này bằng cách kiểm soát hoạt động của các tải cụ thể. Chúng có thể được lập trình hoặc điều khiển từ xa để kích hoạt hoặc hủy kích hoạt tải dựa trên các tiêu chí được xác định trước, chẳng hạn như thời gian trong ngày, mức nhu cầu hoặc tín hiệu từ công ty tiện ích.

Analog Switching Relays

Cách lắp bộ điều khiển nhiệt độ PID 4-20mA ATR244-12ABC

Analog Switching Relays được đánh giá dựa trên một số điện áp đầu ra có sẵn trong relay. Chức năng chuyển đổi analog trong relay giúp đồng bộ hóa mạch điều khiển với điện áp đầu ra.

Ứng dụng của relay SSR

Qua nguyên lý hoạt động trên, SSR có thể điều khiển dòng điện lớn một cách chính xác và không tiếng ồn. Nó cung cấp các lợi ích như khả năng chuyển mạch nhanh, tuổi thọ cao, không cần bảo dưỡng, và khả năng làm việc trong môi trường ổn định. SSR được sử dụng trong nhiều ứng dụng điện tử và công nghiệp, bao gồm:

Điều khiển nhiệt độ: SSR được sử dụng trong hệ thống điều khiển nhiệt độ để điều khiển các thiết bị như máy làm lạnh, lò nướng, máy làm sữa chua, và hệ thống điều hòa không khí. SSR giúp điều khiển dòng điện đi vào các thiết bị này theo mức độ nhiệt độ mong muốn, giữ cho nhiệt độ ổn định và chính xác.

Điều khiển động cơ: SSR có thể được sử dụng để điều khiển động cơ trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa. SSR giúp chuyển mạch dòng điện để bật và tắt động cơ một cách chính xác và nhanh chóng, đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của hệ thống.

Điều khiển ánh sáng: SSR cung cấp một giải pháp hiệu quả để điều khiển ánh sáng trong các ứng dụng chiếu sáng, như ánh sáng đường phố, ánh sáng ngoại thất, ánh sáng nội thất, và hệ thống chiếu sáng công nghiệp. Với SSR, việc bật và tắt ánh sáng có thể được thực hiện một cách chính xác và nhanh chóng, giúp tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu suất của hệ thống chiếu sáng.

Điều khiển quá tải và bảo vệ mạch điện: SSR có khả năng chịu được dòng điện cao và cung cấp bảo vệ quá tải cho mạch điện. Khi một dòng điện vượt quá giới hạn cho phép, SSR tự động ngắt kết nối điện để ngăn ngừa sự hỏng hóc và bảo vệ mạch điện khỏi tổn thương.

Ứng dụng công nghiệp: SSR được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp như điều khiển các máy móc, hệ thống tự động hóa, hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất và các hệ thống điện công nghiệp khác. SSR giúp cải thiện độ tin cậy, độ chính xác và hiệu suất của các quy trình công nghiệp.

Các thông số kĩ thuật quan trọng của SSR

Dòng điện điều khiển: Nếu cấp một dòng điện quá lớn, có thể gây hỏng rơ le. Tuy nhiên, nếu cấp dòng điện quá nhỏ, rơ le có thể không hoạt động. Vì sử dụng LED hồng ngoại, cần chú ý không sử dụng điện áp quá cao để tránh gây hỏng LED trong relay bán dẫn. Để hạn chế tình trạng này, có thể sử dụng trở hạn dòng.

Dòng chịu tải đầu ra: Đây là một thông số quan trọng khi sử dụng rơ le bán dẫn. Cần xác định dòng chịu tải để đảm bảo chọn dòng điện phù hợp. Nếu không hiểu rõ thông số này, có thể gây hỏng rơ le.

Hiệu điện thế ở đầu ra: Nếu hiệu điện thế đầu ra nhỏ hơn hiệu điện thế của tải nhiều, có thể dẫn đến hỏng rơ le.

Bên cạnh các thông số kỹ thuật đã đề cập, dưới đây là một số thông số quan trọng khác cần lưu ý:

Điện áp kích (Coil voltage): Đây là điện áp cần thiết để kích hoạt relay.

Điện áp đóng ngắt tải AC mắc nối tiếp (Continuous AC load switching voltage): Đây là điện áp AC tối đa mà relay có thể đóng ngắt tải liên tục.

Dòng tải (Load current): Đây là dòng điện tải mà relay có khả năng chịu đựng.

Kích thước (Size): Kích thước vật lý của relay, bao gồm chiều dài, chiều rộng và chiều cao.

Dòng điện input (Input current): Dòng điện cần thiết để điều khiển relay.

Điện áp output (Output voltage): Điện áp tại điểm đầu ra của relay khi được kích hoạt.

Dòng điện output (Output current): Dòng điện tối đa mà relay có thể chịu trên đầu ra. Trong trường hợp này, dòng điện đầu ra là 40A.

Bảo vệ mạch ở nhiệt độ nào? (Circuit protection temperature): Nhiệt độ mà relay được bảo vệ, vượt quá nhiệt độ này có thể gây hỏng hóc hoặc sự cố.

Nhiệt độ hoạt động rộng là bao nhiêu? (Wide operating temperature): Phạm vi nhiệt độ mà relay có thể hoạt động một cách đáng tin cậy, bao gồm cả nhiệt độ thấp nhất và nhiệt độ cao nhất.

Ưu nhược điểm của Relays SSR

Ưu điểm

Rơ le này không tạo hiện tượng tóe lửa, không gây nhiễu và không gây tiếng ồn như nhiều loại rơ le khác.

Nó có độ bền và tuổi thọ cao.

Mặc dù dòng điều khiển thấp, nhưng rơ le này có thể điều khiển được điện áp cao.

Ngoài ra, nó có kích thước nhỏ gọn, thuận tiện cho việc đóng gói.

Nhược điểm

Khi thực hiện công việc ở công suất cao, rơle cần được làm mát để giảm nhiệt độ hoạt động.

Điều này đòi hỏi người sử dụng có kiến thức sâu về điện tử và hiểu biết về công nghệ này.

Trong một số trường hợp, việc không đảm bảo tản nhiệt đúng cách có thể gây ra hiện tượng méo tín hiệu.

CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP NGHĨA ĐẠT

Địa chỉ: 41F/5A Đường Đặng Thùy Trâm, Phường 13, Quận Bình Thạnh, Tp.HCM

Hotline: (028) 668 21 468

0913 98 08 48 (Mr. Vũ)

0931 11 55 18 (Ms. Thảo)

0931 77 88 71 (Ms. Trang)

0937 88 41 45 (Ms. Ngân)

0931 77 88 30 (Ms. Dung)