رله حالت جامد (SSR- Solid State Relay)، کلیدی الکترونیکی است که متشکل از عناصر نیمههادی قدرت مانند ترانزیستور، تریستور یا ترایاک میباشد. ورودی رلههای حالت جامد اغلب DC میباشد ولی خروجی آنها مانند رلههای الکترومکانیکی میتواند AC یا DC باشد. ( برخلاف رلههای الکترومکانیکی، در زمان خرید SSR ها، باید نوع خروجی مشخص باشد)
رلههای الکترومکانیکی، دو بخش بوبین(مدار فرمان) و کنتاکت (مدار قدرت) دارند، در رلههای حالت جامد (SSR) نیز همین دو بخش وجود دارد که معمولاً توسط یک اپتوکوپلر (ایزوله نوری) از یکدیگر ایزوله شدهاند. در رلههای حالت جامد، به جای استفاده از نیروی الکترومکانیکی، از نیمههادیها برای سوئیچ بار استفاده میشود. تفاوت SSR با EMR :
بر خلاف رلههای الکترومکانیکی که از سیمپیچها، میدانهای مغناطیسی، فنرها و کنتاکتهای مکانیکی برای انجام عملکردشان و تغییر منبع تغذیه استفاده میکنند، SSRها هیچ بخش متحرکی ندارند و به جای این قطعات، از ویژگیهای الکتریکی و نوری نیمهرساناهای حالت جامد برای انجام سوئیچینگ و جداسازی ورودی به خروجی خودشان، استفاده میکنند.
SSRها شبیه رلههای الکترو-مکانیکی معمولی، جداسازی کاملی بین کنتاکتهای ورودی و خروجیشان ایجاد میکنند و خروجی آنها شبیه یک کلید الکتریکی معمولی عمل میکند؛ زیرا هنگام نارسانایی یا حالت باز، دارای مقاومت بسیار بالا و در حد بینهایت است و در هنگام رسانایی یا حالت بسته، مقاومت پایینی از خود نشان میدهد.
SSRها را میتوان برای تغییر جریانهای DC و AC طوری طراحی نمود که در آنها به جای کنتاکتهای باز معمولی یا NO، از SCR، TRIAC یا خروجی ترانزیستور سوئیچینگ استفاده شود.
با اینکه رلههای SSR و رلههای EMR اساسا در این که ورودی ولتاژ پایینشان به صورت الکتریکی از خروجیای که بار الکتریکی را سوئیچ و کنترل میکند، شبیه هم هستند، تفاوتهایی هم وجود دارد.
کنتاکتهای رلههای الکترومکانیکی به ویژه رلههای بزرگتر ، چرخه عمر محدودی دارند، میتوانند فضای زیادی را اشغال کنند و سرعت سوئیچ کندتری را ارائه دهند. در حالی که رله های SSR چنین محدودیتهایی را ندارند.
مزایای رلههای حالت جامد
طراحی متنوع جهت مدارهای AC و DC بدون قطعات مکانیکی و با طول عمر بالا تحمل جریانهای هجومی بالا در لحظه استارت عملکرد بدون صدا امکان اتصال مستقیم به خروجی PLC مناسب جهت مدارهایی با سرعت سویچ بالا عدم وجود جرقه در خروجی در فرمان قطع و وصل قطع و وصل در لحظه صفر (در مدلهای AC)
معایب رلههای حالت جامد
ایجاد حرارت حین کار و نیاز به هیت سینک یا فن (یا هر دو) جهت تهویه
وجود جریان نشستی هنگام خاموش بودن (این جریان در رنج میکرو آمپر بوده و میتواند باعث عملکرد لحظهای تجهیزات شود)
ساخت در مدلهای AC و DC بهصورت جداگانه و عدم امکان استفاده در هر دو نوع مدار
عدم توانایی سوییچ تجهیزات با جریان راهاندازی پایین
ایجاد نویز و هارمونیک
احتمال روشن شدن اتفاقی در تغییرات شدید ولتاژ و وجود نویز
قیمت بالاتر نسبت به رلههای الکترومکانیکی
نسبت به اتصال کوتاه در خروجی بسیار حساس بوده و بهسرعت میسوزند.