SSR Là Gì? Lợi Ích Và Nguyên Lý Hoạt Động Của SSR Trong Thực Tế

SSR là gì? Chắc hẳn chúng ta sẽ có những thắc mắc khi nghe qua cụm từ SSR mà không biết những thông tin chi tiết về loại thiết bị này. Vậy hãy cùng công ty nhà thông minh AiSmartHome khám phá những ứng dụng trong thực tế và cách thức hoạt động của SSR qua bài viết này nhé.

SSR là gì?

SSR là cụm từ viết tắt tiếng anh của Solid State Relay, hay còn có tên gọi khác đó là Rơ le bán dẫn điện tử. Đây là một thiết bị được ứng dụng để chuyển mạch, thực hiện điều khiển dòng điện một cách tự động mà không cần phải sử dụng một bộ phận cơ khí nào như Rơ le truyền thống.

SSR có điểm nổi bật so với các loại rơ le truyền thống đó là không sử dụng bộ phận chuyển động, giúp giảm tiếng ồn và loại bỏ hiện tượng tóe lửa. Nhờ vậy mà có thể làm tăng tuổi thọ và độ bền của thiết bị, cải thiện tốc độ chuyển mạch và tăng khả năng chống nhiễu.

Rơ le bán dẫn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như trong phòng thí nghiệm, sản xuất bao bì, nhựa, đồ gia dụng và các linh kiện điện tử, các ngành công nghiệp hiện đại nhờ khả năng điều khiển dòng điện lớn bằng dòng điện nhỏ tối ưu và hiệu quả nhất. Đặc biệt, SSR có nhiều màu sắc, chủng loại nên được nhiều người tiêu dùng lựa chọn, ứng dụng cho nhiều nhu cầu cụ thể khác nhau.

Cấu tạo của SSR

Rơ le bán dẫn có cấu tạo rất đơn giản nên gồm có Diot phát quang và Bộ Tri-ac. Khác với các loại Rơ le truyền thống thì SSR không có bộ phận tiếp điểm cơ khí và được thay thế đó là coupling và MOSFET. Coupling thực hiện chức năng cách ly điện giữa mạch điều khiển và mạch tải. Còn MOSFET đóng vai trò nhu công tắc điện, thực hiện điều khiển dòng điện tải lớn bằng dòng điện tải nhỏ.

Phân loại SSR

Có nhiều loại SSR trên thị trường, được nhiều người dùng sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên được phân chia thành các loại rơ le chính như sau:

• Zero-Switching Relays: Đây là loại rơ le được thiết kế để quay về hoạt động tối thiểu khi điều khiển điện áp được áp dụng tối thiểu, giúp điều khiển điện áp về gần bằng không trong quá trình hoạt động. Nhờ rơ le bán dẫn này mà giảm thiểu được sự cố biến đổi đột ngột điện áp, bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị sốc điện và chập cháy.

• Instant ON Relays: Đây là loại rơ le SSR có khả năng bật tải ngay lập tức khi có tín hiệu ON. Độ trễ của rơ le chỉ tính bằng mili giây. Nên nhờ vậy mà được ứng dụng trong các trường hợp cần phản ứng nhanh chóng, như hệ thống an ninh an toàn hay các trường hợp cần kiểm soát chính xác các quá trình.

• Peak Switching Relays: Loại rơ le này được ứng dụng để bật tải khi điện áp điều khiển và tốc độ chuyển mạch cao đỉnh điểm tỷ lệ thuận với nhau. Và chuyển mạch rơ le Tắt khi điện áp được kiểm soát và giảm về gần như bằng không. Nên thiết bị này phù hợp cho các ứng dụng điều khiển tải ở độ chính xác cao.

• Analog Switching Relays: Rơ le nhiệt này sẽ hoạt động dựa vào điện áp đầu ra, để xây dựng đồng bộ hóa cùng mạch điều khiển lượng điện áp. SSR cung cấp khả năng kiểm soát tinh tế hơn đối với tải, phù hợp với các ứng dụng cần điều chỉnh liên tục và chính xác nhất.

Nguyên lý hoạt động của SSR

Nguyên lý hoạt động của SSR đều hoạt động dựa vào nguyên lý chung đó là: Dùng một dòng điện trở nhỏ để điều khiển dòng điện tải lớn hơn. Dòng điện trở nhỏ này có thể là biến trở, tín hiệu Analog 4-20mA hay 0-10V, tín hiệu rơ le từ bộ điều khiển để điều khiển một dòng tải lớn. Quá trình diễn ra như sau:

• Tín hiệu đầu vào (Input Control Circuit): Đây là bộ phận nhận tín hiệu của SSR từ mạch điện hoặc vi điều khiển. Tín hiệu đầu vào thường được sử dụng điện trở và điốt để điều khiển thành phần bán dẫn bên trong rơ le.
• Optoisolator: Tín hiệu đầu vào được đưa đến bộ phận Optoisolator, tại đây thực hiện cách ly tín hiệu từ nguồn điều khiển từ nguồn điều khiển và mạch công suất. Optoisolator gồm một đèn LED, một fototriac hoặc fototransistor, khi có tín hiệu điều khiển ánh sáng từ đèn LED thì tín hiệu này sẽ kích hoạt fototriac hoặc fototransistor để chuyển mạch dòng điện trong mạch công suất.
• Output Power Circuit: Đây là bộ phận của rơ le bán dẫn điều khiển dòng điện trong mạch công suất. Bộ phận này sử dụng các thành phần bán dẫn như thyristor (SCR) hoặc triac để chuyển đổi mạch dòng điện. Khi tín hiệu được điều khiển từ Optoisolator được kích hoạt thì thyristor hoặc triac sẽ được mở/đóng để có thể điều khiển dòng điện trong mạch nạp.
• Heat Sink: Là bộ phận tản nhiệt thường được gắn kết với SSR để duy trì nhiệt độ hoạt động an toàn. Và giúp cho rơ le bán dẫn hoạt động ổn định, giảm được nguy cơ quá nhiệt.
• Điện áp và dòng điều khiển: SSR có thể điều khiển bằng một điện áp thấp hoặc bằng một dòng điện nhỏ. Dòng điện hay điện áp nhỏ này chỉ cần vừa đủ để thực hiện kích hoạt linh kiện bán dẫn và chuyển mạch dòng điện trong mạch công suất.

Ứng dụng của SSR trong thực tế

SSR được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, mang đến sự hiệu quả, không gây tiếng ồn trong quá trình hoạt động của các thiết bị. Sau đây là một số ứng dụng nổi bật mà bạn có thể biết đến:

• Điều khiển nhiệt độ:Rơ le bán dẫn được ứng dụng trong ngành công nghiệp nhựa, đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia nhiệt và kiểm soát nhiệt. Đồng thời, điều khiển nhiệt độ trong các lò điện, lò nung, lò thí nghiệm, góp phần nâng cao và cải thiện chất lượng sản phẩm.
• Rơ le bán dẫn còn được ứng dụng trong sản xuất gia dùng, các linh kiện điện tử, những quy trình sản xuất đòi hỏi việc kiểm soát nhiệt độ được coi là quan trọng để đảm bảo độ bền của sản phẩm.
• Điều khiển ánh sáng: Rơ le bán dẫn cung cấp giải pháp điều khiển ánh sáng hiệu quả như hệ thống ánh sáng đường phố, ánh sáng nội và ngoại thất, hệ thống chiếu sáng công nghiệp.
• Điều khiển động cơ: SSR có thể ứng dụng để điều khiển động cơ trong các ngành công nghiệp và tự động hóa. Giúp chuyển mạch dòng điện bật/tắt động cơ một cách chính xác, nhanh chóng và đảm bảo hiệu quả cho hệ thống.
• Bảo vệ ngắn mạch và điều khiển quá tải: Rơ le bán dẫn có khả năng chịu được nhiệt cao và cung cấp khả năng bảo vệ quá tải cho mạch điện. Nên khi dòng điện hoạt vượt quá giới hạn cho phép thì SSR sẽ tự động ngắt kết nối điện để ngăn chặn các sự cố xảy ra và giúp cho mạch tránh bị tổn thương.
• Ứng dụng trong công nghiệp: SSR được ứng dụng trong việc điều khiển máy móc, hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất, hệ thống tự động hóa và các hệ thống khác.

Ưu và nhược điểm của SSR

SSR ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống. Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm nổi bật thì vẫn còn tồn tại một số nhược điểm mà bạn cần nắm khi sử dụng loại thiết bị này.

Ưu điểm của SSR

Sau đây là một số ưu điểm vượt trội mà mang lại cho người dùng của rơ le bán dẫn:

• Độ bền cao: Với cấu tạo không có bộ phận chuyển động cơ học thì rơ le bán dẫn có tuổi thọ cao hơn so với các loại rơ le truyền thống.
• Thiết kế nhỏ gọn: Rơ le bán dẫn có kích thước nhỏ gọn, nên rất dễ dàng lắp đặt, vận chuyển và phù hợp với nhiều ứng khác nhau.
• Khả năng điều khiển dòng điện với điện áp thấp: SSR có khả năng điều khiển dòng điện áp thấp và mở rộng khả năng ứng dụng của chúng, ngoài ra cũng có thể điều khiển được điện áp cao.
• Không xảy ra hiện tượng tia lửa và không gây ồn: Rơ le bán dẫn hoạt động mà không cần đến các bộ phận cơ học như các loại rơ le khác nên tránh được tình trạng tóe lửa và gây ra tiếng ồn.

Nhược điểm của SSR

Với những ưu điểm được nêu trên, thì sau đây là một số nhược điểm mà bạn cần lưu ý nhé:

• Cần phải tản nhiệt: Khi hoạt động ở công suất lớn thì rơ le bán dẫn cần có hệ thống tản nhiệt để có thể hoạt động ổn định và xử lý hiệu quả.
• Nguy cơ rò rỉ điện: SSR có thể gây ra tình trạng rò ri điện hay chập cháy điện nếu không sử dụng đúng cách.
• Gây méo tín hiệu: Trong một số trường hợp, rơ le bán dẫn có thể gây nên tình trạng méo tín hiệu, ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống.
• Yêu cầu có chuyên môn cao: Khi sử dụng rơ le bán dẫn đòi hỏi người dùng cần có kiến thức chuyên môn sâu về điện tử.

Những loại SSR bán chạy trên thị trường

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại rơ le bán dẫn được sử dụng phổ biến, được nhiều người dùng tin dùng. Sau đây là một số loại SSR bạn có thể tham khảo nhé.

SSR điều khiển bằng điện trở

Loại rơ le bán dẫn điều khiển bằng điện trở này thường có kích thước nhỏ gọn, đơn giản, phù hợp với việc lắp đặt các vị trí có không gian hạn chế. Loại rơ le này chủ yếu được sử dụng trong điện trở gia nhiệt và ứng dụng trong bóng đèn sợi tóc. Dòng điện điều khiển mạch không nên quá cao khi sử dụng rơ le điều khiển bằng điện trở này để tránh hỏng LED hồng ngoại.

SSR điểu khiển ON/OFF

Loại SSR điều khiển ON/OFF là loại rơ le nhận tín hiệu trực tiếp từ bộ điều khiển nguồn cụ thể từ 3V-3.2Vdc. Nên loại rơ le này được sử dụng phổ biến trong điều khiển các motor như motor kéo, motor bơm. Đặc biệt khi dùng, thì chúng ta cần phải chú ý đến việc chọn tải phù hợp để tránh làm hỏng rơ le.

SSR điều khiển Analog 4-20mA

Một loại rơ le bán dẫn không thể bỏ qua trên thị trường đó là loại điều khiển Analog 4-20mA. Loại này thường có độ bền cao và có thể lắp đặt tại những nơi không gian hẹp. Khi hoạt động loại SSR này không gây ra âm thanh lớn hay tia lửa điện khi đóng hoặc ngắt. Tín hiệu ngõ vào của rơ le bán dẫn này thường là 4-20mA hoặc 0-10V và tín hiệu ngỏ ra là 0-220V trong một dòng điện áp.

Ngoài thiết bị rơ le bán dẫn được nêu trên thì bạn có thể sử dụng nhiều thiết bị khác để bảo vệ hệ thống điện cho mình. Có thể ứng dụng các thiết bị trong nhiều lĩnh vực và mục đích sử dụng khác nhau. Bạn có thể tìm hiểu thêm các thiết bị thông qua bài viết sau nhé: [Top 7] Thiết bị bảo vệ mạng điện phổ biến nhất hiện nay.

Hy vọng với những thông tin được cung cấp trên, có thể giúp bạn trả lời SSR là gì? Bạn có thể lựa chọn được loại rơ le bán dẫn phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình dựa vào các đặc điểm và nguyên lý hoạt động của từng loại rơ le. Nếu bạn muốn sở hữu những thiết bị rơ le hệ thống mạng điện cho ngôi nhà của mình thì hãy liên hệ cho công ty nhà thông minh AiSmartHome để được tư vấn qua hotline 0396999918 nhé.