Một SSR chứa một hoặc nhiều đèn LED trong phần đầu vào (ổ đĩa).

SSR cung cấp khớp nối quang với mảng phototransistor hoặc photodiode. Từ đó kết nối với mạch trình điều khiển cung cấp giao diện cho thiết bị chuyển mạch hoặc các thiết bị ở đầu ra. Thiết bị chuyển đổi thường là MOS FET hoặc TRIAC. Sơ đồ mạch bên dưới cho thấy sơ đồ khối điển hình của mạch SSR dựa trên triac và FET:

Thông số kỹ thuật chung của SSR là gì?

• Rơ le trạng thái rắn có thể được mua trong các gói bán sẵn với tiêu chuẩn khác nhau. Có thể chỉ từ vài vôn hoặc ampe đến hàng trăm vôn hoặc ampe với khả năng chuyển đổi đầu ra. Tuy nhiên các rơ le SSR có xếp hạng dòng điện rất cao ( 150 A cộng); vẫn còn quá đắt để mua do yêu cầu về chất bán dẫn và tản nhiệt của chúng.
• SSR có điện áp đầu vào nhỏ, thường từ 3 – 32 VDC; có thể sử dụng để điều khiển điện áp đầu ra lơn hơn hoặc dòng điện. 

Sự khác biệt giữa Rơ le trạng thái rắn (SSR) và Rơ le cơ học?

• Sự khác biệt chính giữa rơle trạng thái rắn và rơle thông thường là không có tiếp điểm di chuyển trong rơle trạng thái rắn (SSR).
• Rơ le trạng thái rắn (SSR) không chứa bất kỳ tiếp điểm cơ khí nào và hầu hết là các bộ phận điện tử. Vì vậy, SSR có một loạt các tính năng mà rơle cơ học không có. Đặc điểm quan trọng nhất của SSR là chúng không sử dụng các tiếp điểm chuyển mạch sẽ hao mòn về mặt vật lý.
• SSR sử dụng các phần tử chuyển mạch bán dẫn, như điốt, thyristor, triac và bóng bán dẫn. Hơn nữa, rơle trạng thái rắn (SSR) sử dụng chất bán dẫn quang học; được gọi là bộ ghép quang để cách ly tín hiệu đầu vào và đầu ra. 
• Các ưu điểm chính của rơ le trạng thái rắn so với các rơ le điện cơ thông thường là chúng không có bộ phận chuyển động nào bị mòn và do đó không có vấn đề nảy tiếp xúc, có thể chuyển cả “BẬT” và “TẮT” nhanh hơn nhiều so với rơ le cơ học phần ứng có thể di chuyển, cũng như bật điện áp bằng không và tắt dòng điện bằng không loại bỏ nhiễu điện và quá độ.
• Một trong những ưu điểm lớn nhất của rơle trạng thái rắn so với rơle cơ điện là khả năng chuyển đổi “TẮT” tải AC tại điểm dòng tải bằng không, do đó loại bỏ hoàn toàn hiện tượng phóng hồ quang, nhiễu điện và độ nảy tiếp xúc liên quan đến rơle cơ thông thường và tải cảm ứng.

Lợi ích và hạn chế của SSR là gì?

• Lợi ích của Rơ le bán dẫn SSR:

– Không có bộ phận chuyển động cơ khí.

– Không tìm kiếm trong danh bạ.

– Tốc  độ chuyển mạch cao.

– Không có vật liệu tiếp xúc làm mòn khi sử dụng thường xuyên.

– Không có cuộn cảm ở phía điều khiển.

– Độ tin cậy cao.

– Không có liên hệ bị trả lại.

– Không có tiếng ồn.

– Tuổi thọ hoạt động bền.

– Có thể luôn bật và tắt chỉ ở pha 0.

– Có thể có dải điện áp đầu vào rộng (cùng một rơle có thể lấy dải điện áp điều khiển mà không có vấn đề gì nếu được chế tạo như vậy).

– Không có vòm hoặc tia lửa.

– Không có EMI từ chuyển đổi liên hệ.

– Có khả năng chống sốc và rung động.

– Cách ly đầu vào và đầu ra cao.

Hạn chế của Rơ le bán dẫn SSR:

– Đầu ra rất dễ bị hỏng do áp cao.

– Lỗi ngắn mạch đầu ra.

– Đầu ra có điện áp và dòng điện tối thiểu mà nó sẽ hoạt động.

– Đầu ra có một số dòng rò ở trạng thái tắt.

– Gía thành cao hơn Rơ le thông thường.

– Có hiệu suất thể tích từ thấp đến trung bình.

– Hạn chế đối với cấu hình cực đơn, thường mở (NO).

– Điện trở trên lớn hơn nhiều so với rơ le bình thường (có nghĩa là công suất và điện áp lãng phí nhiều hơn, tản nhiệt yêu cầu nghiêm ngặt ở các mô hình hiện tại cao).

– Điện dung đầu ra lớn hơn các loại rơ le thông thường.

– Rơ le sẽ nóng lên đáng kể khi dòng điện cao qua nó.

– Nhạy cảm hơn với quá độ điện áp.

– Hầu hết các loại chỉ hoạt động trên dòng điện xoay chiều (cũng có sẵn các rơ le DC đặc biệt).

– Có một số dòng rò rỉ ngay cả khi rơ le nếu tắt.

– Nếu triac bên trong rơ le bán dẫn không được điều khiển đúng cách hoặc bị lỗi, nó có thể hoạt động giống như một bộ chỉnh lưu và dẫn đến một DC xung đối với tải.

Ứng dụng phổ biến nhất của Rơ le SSR là gì?

• Ứng dụng phổ biến nhất của rơle trạng thái rắn là trong việc chuyển đổi tải AC, cho dù đó là điều khiển nguồn AC để chuyển đổi BẬT / TẮT, làm mờ ánh sáng, điều khiển tốc độ động cơ hoặc các ứng dụng khác khi cần điều khiển nguồn, các tải AC này có thể dễ dàng điều khiển với điện áp DC hiện tại thấp bằng cách sử dụng rơ le trạng thái rắn mang lại tuổi thọ cao và tốc độ chuyển mạch cao.
• SSR cung cấp một số thuộc tính mong muốn cho các ứng dụng viễn thông. Rơle bán dẫn DC nhỏ thường được sử dụng trong các modem mới để thay thế các rơle dòng cồng kềnh. 
• Rơle bán dẫn AC để kiểm soát điện áp nguồn.
• SSR có thể làm giảm nhiễu điện với tắt dòng bằng 0 của nó. 

Một số lưu ý khi áp dụng SSR cho mạch?

• Rơ le trạng thái rắn (SSR) không phải lúc nào cũng được áp dụng theo cách giống hệt như Điện cơ (EMR) và trong trường hợp này, cần thận trọng.
  • Tải trọng cảm ứng cao như máy biến áp và cuộn cảm; có thể có bất kỳ ảnh hưởng đáng kể nào đến hoạt động của SSR. Các tải này có thể tạo ra dòng điện tăng mạnh và SSR phải được giảm tốc độ tương ứng.
  • Dòng điện quá cao thường liên quan đến máy biến áp, đặc biệt là máy biến áp có thể bão hòa. Tính năng bật điện áp bằng không của các SSR tiêu chuẩn có thể làm tăng khả năng này; và có thể yêu cầu thực hiện các biện pháp phòng ngừa đặc biệt.
  • Các tải trọng động như động cơ và sol khí, v.v., có thể tạo ra các vấn đề đặc biệt cho SSR. Dòng điện tăng ban đầu cao được tạo ra bởi vì trở kháng tĩnh của chúng; thường rất thấp và EMF trở lại cũng có thể thêm vào điện áp đường dây được áp dụng và tạo ra tình trạng ‘quá áp’ khi tắt.
  • Đèn sợi đốt (dây tóc vonfram) có dòng khởi động cao; nhưng hơi giống với đặc tính tăng của thyristor được sử dụng trong đầu ra AC SSR, làm cho chúng kết hợp tốt. 
  • Nên tránh sử dụng SSRs cho đèn thủy ngân, đèn huỳnh quang hoặc đèn HID. Nếu chúng phải được sử dụng, SSR phải được kiểm tra kỹ lưỡng và kiểm tra kỹ lưỡng trong ứng dụng cụ thể.

Kết luận

Với những thông tin tôi đã chia sẽ, chắc hẵn các bạn cũng đã phần nào hiểu được SSR là gì?  Những ưu và nhược điểm của SSR là gì. Từ đó, có thể giúp các bạn ứng dụng phù hợp vào công việc của mình thật hiệu quả nhé! Chân thành cảm ơn bạn đã xem bài viết.

Bài viết có thể bạn muốn xem:

• Hệ thống bus là gì?
• Chất bán dẫn là gì?