SSR là loại thiết bị được dùng khá phổ biến trong nhiều ứng dụng của công nghiệp hiện nay. Vậy khái niệm SRR là gì? SSR có những loại nào, cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao? Cùng tìm hiểu trong bài viết này nhé!

Đối với những ai làm trong ngành điện – điện tử thì đây có lẽ đã không còn xa lạ cùng với thuật ngữ SSR là gì rồi phải không? Đây là một trong những yếu tố sẽ không thể thiếu để giúp cho những thiết bị điện đạt công suất hoạt động lớn hơn. Vậy nên để hiểu rõ hơn về SSR là gì, xin mời bạn đọc cùng theo dõi bài viết sau đây nhé!

I. Tìm hiểu chung về SSR 

1. Giải đáp cho câu hỏi SSR là gì? 

SSR là từ viết tắt của một thuật ngữ trong tiếng Anh đó là “Solid state relay” hay còn được gọi là Rơ le bán dẫn (relay bán dẫn hoặc rơ le trạng thái rắn). Rơ le bán dẫn SSR này cũng có thể có chức năng tương tự như những Rơ le cơ khí thông thường, được sử dụng một dòng điện nhỏ để có thể điều khiển một tải tiêu thụ rất lớn. Đối với việc áp dụng SSR sẽ giúp cho những thiết bị điện sẽ có lợi thế hơn về tuổi thọ, có nghĩa là chúng sẽ có công suất hoạt động tốt hơn so với những Rơ le điện cơ thông thường. Và mặc dù những Rơ le ở trạng thái rắn có cường độ mạnh hơn Rơ le cơ điện, song thì chúng cũng có một vài quy định riêng về vấn đề khi thiết kế.

Hiện nay, Rơ le bán dẫn SSR cũng đang gây sốt trên toàn thế giới và được tạo ra một cuộc cách mạng về phân phối điện trong hầu hết những ngành công nghiệp hiện đại. Cụ thể đó là từ tự động hóa trong nông nghiệp đến hàng không vũ trụ. Vậy tại sao chúng lại được ưa chuộng nhiều đến như thế?

SSR là gì?

SSR là gì?

Thực chất thì SSR có nhiều ưu điểm vượt trội so với những Rơ le điện từ như là có độ tin cậy cao, không có các tia lửa, không tiếp xúc và chúng có tuổi thọ cao, tốc độ chuyển mạch rất nhanh, khả năng chống nhiễu mạnh và kích thước lại vô cùng nhỏ. Chính nhờ vậy mà Rơ le bán dẫn SSR còn được sử dụng rộng rãi ở các máy CNC, những hệ thống điều khiển từ xa hoặc những thiết bị tự động hóa công nghiệp, thiết bị y tế và hệ thống an ninh…

2. SSR bao gồm những loại nào? 

Hiện nay, Rơ le bán dẫn SSR đang được phân chia thành nhiều loại như sau:

Zero – Switching Relays
Đối với loại SSR này, thì Rơ le sẽ quay về các tải trọng khi điều khiển những dòng điện áp được áp dụng và điện áp của tải đó là gần bằng 0. Zero chuyển đổi rơ le bóng bán dẫn sẽ tắt tải khi mà điện áp đang được kiểm soát được lấy ra và hiện tại trọng tải của chúng là gần bằng 0. Theo đó, loại SSR còn được đánh giá là ổn và được sử dụng rộng rãi trên thị trường nhất.

Instan ON Relays
Đối với loại SSR này thì sẽ quay về tải ngay khi mà hiện ON trên Rơ le cho phép tải và được bật đến bất cứ thời điểm nào trong nó lên hoặc sóng xuống.

Peak Switching Relays
Turns ON tải khi mà điện áp điều khiển chính là dòng và điện áp của tải đang có tốc độ cao đỉnh điểm, được thực hiện chuyển mạch Rơ le tắt khi điện áp kiểm soát được lấy ra, và đồng thời ở hiện tại tải chính là gần bằng 0.

Analog Switching Relays
Đối với loại SSR này thì sẽ có 1 số lượng vô hạn của điện áp với đầu ra và có thể trong các Rơ le phạm vi đánh giá của Analog rơ le khi chuyển đổi đã được xây dựng trong đồng bộ hóa mạch điều khiển với toàn bộ lượng điện áp đầu ra. Đây còn được xem như là một chức năng của điện áp đầu vào và cho phép 1 chức năng Ramp – Up của thời gian được tải vào. Theo đó, Analog Rơ le chuyển mạch tắt khi mà điện áp kiểm soát đã được lấy ra, hiện tại tải là gần bằng 0.

3. Cấu tạo của SSR như thế nào? 

Rơ le bán dẫn SSR còn có cấu tạo tổng quát vô cùng gọn gàng, và rất đơn giản bởi nó không có bộ phận chuyển động đóng và ngắt trong dòng điện như là các relay kiếng hoặc contactor. Các Rơ le loại cơ khí trong quá trình hoạt động cũng sẽ nghe tiếng động tạch tạch và đồng thời có thể phát ra những tia lửa điện tử. SSR chính là loại Rơ le bán dẫn có khả năng khắc phục được những nhược điểm mà Rơ le cơ khí thông thường có. Cấu tạo của SSR rất đơn giản chỉ có Diot phát quang và bộ Tri – ac.

Những Rơ le bán dẫn SSR sẽ thường được thiết kế giống như là 1 công tắc bật tắt rất đơn giản, đầu cực nguồn cùng đầu cực tải chuyển đổi khi có bất cứ tín hiệu điều khiển nào ở bên ngoài và chúng sẽ được chuyển đến các Rơ le qua 1 đầu cực khác nữa. Khi điều này xảy ra thì việc chuyển đổi trong SSR cũng sẽ diễn ra rất nhanh chóng, tải được cấp nguồn và thường là bằng bóng bán dẫn có công suất aMOSFET. 

Theo đó, các Rơ le có thể được thiết kế và sử dụng trong các khả năng chuyển đổi DC hay AC. Nhưng cấu hình bên trong cũng sẽ cần phải sửa đổi để làm sao có thể hoạt động được cho cả 2 trường hợp bên trên. Các Rơ le DC sẽ có thể hoạt động được với 1 MOSFET duy nhất cùng với nguồn, cổng được kết nối với nguồn, tải của mạch chính cùng với tín hiệu để điều khiển được gắn vào cổng thông qua.Tín hiệu điều khiển của thiết bị điện cũng sẽ có thể có công suất rất thấp và cho phép những Rơ le, mạch tả lớn được điều khiển bởi 1 thứ nhỏ giống như là Arduino. 

Theo đó, Rơ le ở trạng thái rắn có thể có nhiều bóng bán dẫn và được xếp song song để có thể cho phép các tiềm năng dòng điện cao hơn và được đánh giá bào 100ampe. Những công tác AC cũng yêu cầu là ít nhất phải có 2 bóng dẫn vì 1 MOSFET sẽ không thể ức chế được các dòng điện theo cả 2 hướng khi mà Rơ le đang trong trạng thái tắt. Theo đó, 2 bóng bán dẫn đối với các nguồn được kết nối sẽ được dùng để chặn dòng điện khi tắt đi, đồng thời sau đó sẽ truyền nguồn khi mà tín hiệu điều khiển được bật trong những rơ le.

Xem thêm: Kỹ sư cơ khí: những thông tin cần thiết cho người theo đuổi nghề

4. Nguyên lý hoạt động của SSR là gì

Xét về nguyên lý hoạt động của Rơ le bán dẫn SSR thì chúng cũng khá đơn giản. Mặc dù có sự khác nhau về tín hiệu của đầu vào (input) tuy nhiên toàn bộ các SSR đều có cách thức hoạt động vô cùng giống nhau và theo 1 nguyên lý chung. Đó chính là việc sử dụng 1 dòng điện trở nhỏ (đó có thể là những biến trở, tín hiệu Analog 4 – 20mA 0 – 10v, các tín hiệu relay từ bộ điều khiển,…) để có thể điều khiển được 1 số dòng điện tải lớn hơn rất nhiều.

5. Những thông số liên quan đến SSR cần lưu ý

Dòng điện điều khiển: Ở trong trường hợp cấp dòng điện quá tải thì có thể sẽ khiến cho các rơ le bị chết tuy nhiên nếu cấp dòng quá bé thì có thể những rơ le sẽ không thể hoạt động. Bởi khi sử dụng LED hồng ngoại, nếu sử dụng dòng điện áp quá mức sẽ có thể gây chết LED trong rơ le bóng bán dẫn. Do đó, chúng ta có thể mắc thêm trở hạn dòng điện để làm hạn chế bớt các vấn đề này.

Dòng chịu tải đầu ra: đây cũng là một trong các thông số cực kỳ quan trọng liên quan đến SSR mà chúng ta cần phải lưu ý khi dùng Rơ le bán dẫn này. Chúng ta cần phải biết được dòng chịu tải ra là như thế nào để có thể mắc được vào dòng điện hợp lý nhất để không thể làm chết các rơ le.

Hiệu điện thế ở đầu ra chính là một thông số cũng quan trọng tương tự như là dòng chịu tải đầu ra. Bởi vì nếu như hiệu điện thế bé mà mắc vào những tải có hiệu điện thế lớn hơn của nó thì sẽ có thể dẫn đến việc phá hủy những rơ le.
Ngoài ra cũng còn những thông số khác nữa có liên quan đến SSR mà chúng ta cần lưu ý như là điện áp kích, điện áp dòng ngắt tải AC mắc nối tiếp, kích cỡ, dòng điện input, dòng tải, điện áp output, bảo vệ các mạch với nhiệt độ, nhiệt độ hoạt động với rộng bao nhiêu…

6. Sự khác nhau giữa Rơ le bán dẫn SSR và Relay điện từ SCR 

SSR và SCR có nhiều điểm khác biệt mà chúng ta cần phải hiểu rõ để có thể áp dụng chính xác, phù hợp những rơ le như sau:

Relay điện từ có giá thành rất thấp hơn so với SSR và khá dễ dàng khi sử dụng. Nó cho phép những dòng điện có thể chuyển đổi từ 1 mạch nạp điều khiển bởi vì 1 điện năng rất thấp. Nhưng với tốc độ xử lý của SCR lại khá chậm và phòng hồ quang có thể gây nhiễu, gây ra tiếng ồn khi mà sử dụng trong thời gian dài.

SSR có thể thay thế được cho SCR ở thời điểm hiện tại và chúng có thể khắc phục được những điểm hạn chế của SCR. Việc tách điện giữa 2 tín hiệu điều khiển từ đầu vào cùng điện áp tải của đầu ra sẽ được thực hiện bởi sự trợ giúp của 1 loại cảm biến ánh sáng có tên gọi là Coupler.

Cả SSR và SCR đều có mức độ tin cậy khá cao khi bạn sử dụng và có ưu điểm làm giảm nhiễu điện từ, không phóng điện hồ quang và từ trường. Tuy nhiên, một điểm khác nữa là SSR lại có thời gian phản ứng nhanh hơn so với SCR tuy niên lại sinh nhiệt và có tuổi thọ ngắn hơn so với SCR.

II. Đánh giá về các ưu, nhược điểm của Rơ le bán dẫn SSR

1. Ưu điểm của Rơ le bán dẫn SSR 

Rơ le bán dẫn SSR có các ưu điểm nổi bật như sau:
- Không xảy ra những hiện tượng gây tóe lửa như là các loại rơ le thông thường và không gây nhiễu cũng như gây tiếng ồn.
- Có độ bền cao và tuổi thọ khá cao.
- Dòng điều khiển của Rơ le bán dẫn SSR khá thấp và chúng có thể điều khiển được điện áp cao.
- Kích thước của SSR vô cùng nhỏ gọn và đóng gói dễ dàng mang đi.

2. Nhược điểm của Rơ le bán dẫn SSR 

Bên cạnh những ưu điểm trên thì Rơ le bán dẫn SSR vẫn đang tồn tại một số hạn chế như là:
- Khi làm việc ở công suất lớn thì SSR cũng sẽ cần phải tản nhiệt.
- Rơ le bán dẫn SSR đòi hỏi chúng ta phải có sự hiểu biết rất chuyên sâu về thương mại điện tử.
- Đôi lúc SSR cũng gây ra sự méo tín hiệu.
- Rơ le bán dẫn SSR có thể sẽ bị rò điện và chết chập trong dòng điện.

Xem thêm: Kỹ thuật môi trường: Nghề hot, lương cao, nhiều cơ hội thăng tiến

III. Ứng dụng của SSR trong đời sống hiện nay

Hiện nay, Rơ le bán dẫn SSR còn được ứng dụng khá nhiều vào trong đời sống hàng ngày của chúng ta, vào lĩnh vực điện – điện tử. Cụ thể ứng dụng của SSR bao gồm như là:

Ứng dụng trong Rơ le bán dẫn là gì?

Ứng dụng trong Rơ le bán dẫn là gì?

- Sử dụng trong các gia nhiệt nhà máy nhựa, sản xuất hạt nhựa và các bao bì nhựa…
- Sử dụng trong gia nhiệt hệ thống của các lò điện, lò hơi điện, lò thí nghiệm, lò nung mẫu…
- Rơ le bán dẫn SSR được sử dụng trong những nhà máy sản xuất bao bì PE, PP,…
- SSR còn được dùng trong những nhà máy có linh kiện điện tử và đồ gia dụng.

Xem thêm: Quản lý kỹ thuật làm gì? Sự khác nhau của 2 nhân viên QLCL và QLKT

IV. Một số hãng sản xuất SSR phổ biến        

Có rất nhiều hãng sản xuất SSR trong thị trường hiện nay như là:

  • Rơ le bán dẫn của OMRON
  • Rơ le bán dẫn của SCHNEIDER
  • Rơ le bán dẫn của AUTONICS
  • Rơ le bán dẫn của HANYOUNG
  • Rơ le bán dẫn của GREEGOO
  • Rơ le bán dẫn của FUJI
  • Rơ le bán dẫn của FOTEK
  • Rơ le bán dẫn của ANLY

Xem thêm: Giải đáp thắc mắc: Công việc Kỹ sư thiết kế cơ khí là gì?

V. Kết luận

Như vậy, qua những thông tin mà 123job.com phân tích ở trên đây, chắc hẳn các bạn cũng đã hiểu rõ phần nào đó về SSR là gì rồi phải không? Hy vọng qua bài viết sẽ hữu ích và giúp cho các bạn trong quá trình sử dụng SSR dễ dàng vào thực tiễn đời sống cũng như công việc nhé!