Solid State Relay (SSR) merupakan pengganti saklar elektromagnetik seperti relay. Mereka telah diperkenalkan untuk mengurangi kelemahan yang melekat pada relai kontak tujuan umum (relai elektromagnetik).
SSR tersedia untuk sistem DC dan AC.
Berdasarkan tipe switching output, ada dua tipe SSR utama, nol persimpangan, dan persimpangan acak. Pada artikel ini, mari kita bahas relay solid state zero-crossing untuk memahami operasi mereka dan bagaimana menggunakannya.
Apa itu Solid State Relay zero-crossing?
SSR zero-crossing adalah SSR untuk mengontrol perangkat AC yang menyala ketika tegangan beban mendekati atau sama dengan nol. Seperti setiap SSR lainnya, SSR zero-crossing juga tidak memiliki kontak mekanis, dan murni dibangun di sekitar komponen semikonduktor.
Sebelum kita masuk ke detail lebih lanjut, mari kita bahas apa persimpangan nol berarti dan mengapa penting untuk beban tertentu.
Pentingnya Zero-Crossing
Dalam aplikasi praktis seperti lingkungan industri, kami menemukan dua jenis beban utama: yg dpt melawan dan induktif. Peralatan yang memiliki kumparan seperti motor dan trafo adalah beban induktif dan perangkat seperti pemanas, bola lampu pijar bersifat resistif.
Karena kita mengganti sumber AC, tidak ada jaminan di titik mana dari bentuk gelombang saklar akan menyala. Oleh karena itu tegangan beban dapat dari 0V ke puncak 345V untuk sistem 230V saat dihidupkan.
Pengaturan waktu ini dapat menyebabkan masalah pada peralatan yang sedang dialiri daya. Misalnya, beban resistif seperti pemanas lebih disukai disuplai dengan 0V dan ditingkatkan secara bertahap untuk mengurangi kemungkinan merusak elemen pemanas.
Jika tidak, arus masuk dapat membakar elemen Karena tegangannya adalah AC, kita hanya perlu mengontrol dengan tepat titik di mana sakelar menyala.
Titik di mana bentuk gelombang sinusoidal AC berada pada 0V (di mana bentuk gelombang berubah arah) disebut titik persimpangan nol. Dan ini adalah waktu yang tepat untuk menyalakan perangkat.
Fungsionalitas SSR tanpa persimpangan
Ketika sinyal kontrol diterapkan, output tidak segera dihidupkan.
Sebagai gantinya, ia mengamati bentuk gelombang dan menunggu setengah siklus saat ini selesai. Ketika setengah siklus saat ini selesai dan tegangan mencapai 0V (titik persimpangan nol), output terhubung dengan beban.
Hal ini memungkinkan beban untuk mengikuti bentuk gelombang tegangan. Jika bebannya adalah bola lampu pijar, peningkatan tegangan beban secara bertahap dari 0V memungkinkan filamen memanas dan meningkatkan ketahanannya. Ini memastikan masa pakai bohlam yang dapat digunakan lebih lama.
Apa Perbedaan Antara Zero Cross dan Random Cross?
Ketika sinyal kontrol diterapkan, perangkat zero-crossing menunggu setengah siklus saat ini selesai sebelum menyalakan output. Ini selalu memastikan bahwa beban menerima bentuk gelombang sinusoidal yang bersih untuk bekerja.
Perangkat lintas acak segera dihidupkan. Hal ini dapat menyebabkan arus masuk yang besar mengalir ke dalam peralatan dan dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan tersebut. Jika perangkat yang dikontrol sensitif terhadap lonjakan tegangan tinggi, pengalihan silang acak dapat merusaknya dengan sangat mudah.
Juga, perangkat zero cross tidak langsung mati ketika sinyal kontrol dihilangkan. Mirip dengan menyalakan, mereka tetap konduktif sampai setengah siklus saat ini selesai.
Relay Zero-cross vs. Non-zero-cross
Terlepas dari perbedaan utama dalam waktu switching, rele zero crossing, dan non-zero crossing hampir identik satu sama lain. Relay zero-cross memiliki beberapa komponen tambahan di sirkuitnya untuk mengaktifkan deteksi zero-crossing.
Relay silang nol lebih cocok untuk mengganti rangkaian resistif sedangkan relai silang acak adalah relai yang paling cocok untuk mengendalikan beban induktif seperti motor dan kipas.
Untuk aplikasi lanjutan seperti: kontrol sudut fase / kontrol penembakan fase, relai silang acak digunakan karena karakteristik penyalaan instannya.
SSR zero-crossing juga memiliki kerugian switching yang sangat rendah. Hal ini memungkinkan penggunaan komponen dengan peringkat lebih rendah yang berarti bahwa zero cross SSR bisa lebih murah daripada random cross SSR. Untuk menangani arus masuk yang tinggi dan
Sirkuit Relay Solid State Zero-crossing
Rangkaian relai solid state zero crossing 4 terminal tipikal memiliki rangkaian berikut di dalam rumahnya. Diagram skema di bawah ini juga menunjukkan beban 600W (elemen pemanas) dan sumber 120V terhubung.
Ketika mikrokontroler mengirimkan logika HIGH ke SSR, LED di dalam opto-isolator menyala. Opto-isolator MOC3041 berisi detektor zero crossing built-in. LED menyala pada rangkaian zero crossing detector.
Sirkuit penyeberangan nol menunggu sampai setengah siklus saat ini selesai. Pada titik zero-crossing, ia mengirimkan sinyal pemicu untuk mengaktifkan triac foto di dalam opto-isolator.
Hal ini menyebabkan triac foto di dalam mulai konduksi dari pin 6 ke pin 4. Pulsa ini menyalakan triac daya tinggi eksternal yang kemudian mulai memasok arus ke beban terpasang.
Dioda D1 melindungi kerusakan polaritas terbalik pada relai. Resistor R3 dipasang untuk mengikat pin gerbang uji coba ke MT1 untuk memastikan bahwa triac sepenuhnya mati.
Kesimpulan
Pada artikel ini, kami membahas relay solid state zero-crossing dan prinsip operasinya. Meskipun mereka lebih unggul daripada rekan-rekan relai kontak mereka, harus disebutkan bahwa ada beberapa contoh bahwa relai kontak tradisional bisa menjadi pilihan yang lebih baik.
Oleh karena itu, menganalisis jenis beban, tegangan beban maks, rata-rata yang diharapkan, dan nilai arus surja akan sangat membantu dalam memilih SSR/relai yang sesuai untuk aplikasi Anda.
