Qu'est-ce que Relay et comment ça marche?

Dans circuits électriques et électroniques nous utilisons fréquemment plusieurs composants de base, appareils, etc. Ces composants et dispositifs comprennent des composants de commutation, des dispositifs de protection, des éléments de détection, etc. Considérons les dispositifs de commutation et de protection tels que transistors, diodes, thyristors, etc.,. Ici, dans cet article, discutons en détail d'un type spécial de dispositif de commutation et de protection appelé relais. Il faut avant tout savoir ce qu'est un relais et comment fonctionne un relais.

Qu'est-ce que le relais?

Relais

Un relais peut être qualifié de type différent de commutateur qui peut être actionné électriquement. En général, les relais sont actionnés mécaniquement comme interrupteur à l'aide d'un électroaimant et ces types de relais sont appelés relais à semi-conducteurs. Il y a divers types de relais et sont classés en fonction de divers critères tels que la tension de fonctionnement, la technologie de fonctionnement, etc. Différents types de relais peuvent être répertoriés comme relais de verrouillage, relais au mercure, relais Reed, relais Buchholz, relais à vide, relais à semi-conducteurs, etc. Avant de discuter en détail des types de relais, parlons du fonctionnement du relais.

Relais fonctionnant

Pour discuter du fonctionnement du relais, nous devons considérer n'importe quel type de relais et ici, dans cet article, considérez le relais à semi-conducteurs pour comprendre facilement le fonctionnement du relais. Le relais à semi-conducteurs peut être défini comme un relais, qui utilise les dispositifs à semi-conducteurs à semi-conducteurs pour effectuer une opération de commutation. Si nous comparons relais électromagnétique et relais à semi-conducteurs, nous pouvons alors observer que le relais à semi-conducteurs offre un gain de puissance élevé. Ces relais à semi-conducteurs sont à nouveau classés en divers types tels que les relais à semi-conducteurs couplés par transformateur, photo-couplés, couplés par relais Reed.

Le fonctionnement du relais à semi-conducteurs est similaire au relais électromécanique, mais le relais à semi-conducteurs ne contient aucune pièce mobile. Par conséquent, offre une fiabilité à long terme accrue par rapport aux relais avec contacts mobiles. Les transistors MOSFET de puissance sont utilisés comme dispositifs de commutation à l'état solide relais de travail . L'isolement électrique entre le circuit d'entrée à faible puissance et le circuit de sortie à haute puissance peut être réalisé à l'aide d'un optocouplage.

Prenons un exemple pratique de relais à semi-conducteurs comme le montre la figure ci-dessous. Si le commutateur de sortie est ouvert ou si le MOSFET est éteint, on dit qu'il a une résistance infinie. De même, si le commutateur de sortie est fermé ou si le MOSFET est conducteur, on dit qu'il a une résistance très faible. Nous pouvons utiliser ces relais à semi-conducteurs pour commuter les courants alternatifs et continus.

Relais à semi-conducteurs

Le circuit ci-dessus se compose d'une unité photovoltaïque avec LED qui allume le MOSFET (Transistors à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique) avec 20mA à travers la LED. Le photovoltaïque se compose de 25 diodes de silicium qui génèrent une sortie de 0,6 V, ce qui fait un total de 15 V, ce qui est suffisamment grand pour allumer les MOSFET.

Fonctionnement pratique du relais à semi-conducteurs

Pour comprendre le fonctionnement du relais en profondeur, considérons un relais à semi-conducteurs triphasé pratique avec ZVS. Trois unités monophasées avec triac de puissance et réseau snubber sont utilisés pour la commutation de tension nulle afin de contrôler chaque phase individuellement.

Relais à semi-conducteurs triphasé avec ZVS par Edgefxkits.com

Ce projet se compose de Microcontrôleur 8051 qui envoie des signaux de commutation à chaque phase via des opto-isolateurs. Les opto-isolateurs entraînent les charges à travers un ensemble de triacs qui sont connectés en série avec des charges. Pour chaque impulsion de tension nulle, le microcontrôleur génère des impulsions de sortie de manière à activer la charge pour chaque passage à zéro de la forme d'onde d'alimentation.

Relais à semi-conducteurs triphasé avec schéma de principe du projet ZVS par Edgefxkits.com

La figure ci-dessus montre le schéma de principe d'un relais à semi-conducteurs triphasé pratique avec ZVS qui se compose du bloc d'alimentation , bloc microcontrôleur, ensemble TRIAC et charges. La fonction de passage à zéro d'un opto-isolateur (qui agit comme un pilote TRIAC) évite les appels de courant brusques sur les charges inductives et résistives en garantissant une faible génération de bruit. Deux boutons poussoirs sont utilisés pour générer des impulsions de sortie à partir du microcontrôleur.

Pour vérifier la commutation de charge au point de tension zéro, nous pouvons vérifier les formes d'onde de la tension appliquée à la charge en se connectant à un CRO ou un DSO. Le fonctionnement du relais peut être étendu pour la commutation de charges lourdes dans les industries en utilisant deux thyristors dos à dos. En incorporant une protection contre les surcharges et une protection contre les courts-circuits, nous pouvons atteindre une fiabilité élevée.

Avantages du relais statique

• Le fonctionnement du relais à semi-conducteurs est entièrement silencieux, plus mince et permet un emballage étanche.
• Indépendamment de la quantité d'utilisation, les SSR ont une résistance de sortie constante.
• Le fonctionnement du relais est propre et sans rebond par rapport au fonctionnement du relais mécanique.
• Même dans les environnements explosifs, les relais statiques peuvent également être utilisés car ils ne provoquent pas d'étincelles, même lorsque le relais fonctionne.
• Comme il n'y a pas de pièces mobiles, ces relais statiques durent longtemps par rapport aux relais mécaniques.

Inconvénients du relais statique

• Pour le circuit de charge de grille, l'alimentation de polarisation isolée est essentielle.
• Les transitoires de tension peuvent provoquer des commutations parasites.
• En raison de la diode du corps, les SSR ont un temps de récupération inverse transitoire élevé.

Voulez-vous connaître en détail les différents types de relais? Êtes-vous intéressé par la conception projets électroniques tout seul? Ensuite, publiez vos commentaires, suggestions, idées et requêtes dans la section commentaires ci-dessous.