نحوه انتخاب رله حالت جامد (SSR): نوع بار، جریان نامی، هیت‌سینک و حفاظت

---

دیتاشیت یک SSR حداکثر ولتاژ و جریان را تحت شرایط تست مشخص‌شده بیان می‌کند. تابلو برق شرایطی را اضافه می‌کند که معمولاً تعیین‌کننده قابلیت اطمینان دستگاه است: جریان راه‌اندازی موتور، پالس‌های شارژ خازن، گرمای محبوس در داخل محفظه، قطعات قدرت که در نزدیکی یکدیگر قرار گرفته‌اند و گذراهایی که هرگز در رتبه‌بندی بار نامی ظاهر نمی‌شوند.

به همین دلیل است که انتخاب یک رله حالت جامد (SSR) صرفاً یک تمرین انتخاب شماره کاتالوگ نیست. یک انتخاب مطمئن باید به چهار پرسش مهندسی پاسخ دهد:

تصمیم	آنچه باید تعیین شود
1. آیا SSR از نظر الکتریکی سازگار است؟	خروجی AC یا DC، محدوده ورودی کنترل، قطبیت، ولتاژ، فرکانس، آرایش فاز و حالت سوئیچینگ
آیا می‌تواند بار را تحمل کند؟	جریان موثر (RMS) مداوم، بزرگی و مدت زمان جریان هجومی، ضریب توان، فرکانس سوئیچینگ و ولتاژ گذرا
آیا نصب می‌تواند گرمای آن را دفع کند؟	تلفات هدایتی، دمای محیطی تابلو، منحنی کاهش توان (Derating)، واسط حرارتی، هیت‌سینک، گروه‌بندی و جریان هوا
در هنگام بروز خطا چه اتفاقی می‌افتد؟	جریان نشتی، هماهنگی نیمه‌هادی-فیوز، سرکوب نوسانات ولتاژ، پاسخ به دمای بیش از حد و خاموشی ایمن پس از خرابی ناشی از اتصال کوتاه خروجی

این چهار تصمیم را به ترتیب دنبال کنید. برای جبران کمبود داده‌های بار یا حرارتی، از اعمال ضریب جریان کلی خودداری کنید.

این راهنما برای کاربردهای تابلو برق صنعتی یا تجهیزات OEM در نظر گرفته شده است. رتبه‌بندی محصولات، سیم‌کشی، هماهنگی حفاظتی و طراحی حرارتی باید بر اساس دیتاشیت دقیق SSR و استانداردهای تجهیزات مربوطه تایید شوند.

نکات کلیدی

• یک رله‌های حالت جامد (SSR) با خروجی AC معمولاً نمی‌توانند جریان DC را قطع و وصل کنند, زیرا خروجی ترایاک (Triac) یا تریستور برای خاموش شدن به عبور جریان از صفر نیاز دارد. رله‌های حالت جامد با خروجی DC معمولاً از ماسفت (MOSFET) استفاده می‌کنند و باید بر اساس قطبیت و ولتاژ DC انتخاب شوند.
• جریان درج‌شده روی SSR یک مقدار حداکثری مشروط است، نه جریان قابل استفاده تضمین‌شده در تابلو. جریان مجاز ممکن است با افزایش دمای محیط یا کاهش عملکرد هیت‌سینک به شدت افت کند.
• جریان بار مقاومتی به تنهایی برای بارهای موتوری، ترانسفورماتوری، لامپ، سلونوئید یا بارهای خازنی کافی نیست. جریان راه‌اندازی و مدت زمان هجوم جریان در این بارها، تعیین‌کننده اصلی در انتخاب رله است.
• انتخاب هیت‌سینک باید بر اساس موارد زیر باشد: اتلاف توان و دمای پیوند (Junction Temperature), نه یک قانون کلی مانند “استفاده از دو برابر جریان بار”.”
• حالت خاموش به معنای ایزولاسیون مدار باز نیست. رله‌های حالت جامد دارای جریان نشتی هستند و ممکن است در حالت اتصال کوتاه خراب شوند، بنابراین نباید به عنوان تنها وسیله قطع‌کننده برای تعمیر و نگهداری یا تجهیزات ایزولاسیون ایمنی استفاده شوند.
• یک کلید مینیاتوری (MCB) ممکن است از کابل محافظت کند بدون اینکه از نیمه‌هادی محافظت نماید. در صورت نیاز، هماهنگی فیوز سریع نیمه‌هادی باید به‌طور جداگانه بررسی شود.

---

نگاهی اجمالی به انتخاب رله حالت جامد (SSR)

مورد انتخابی	موارد قابل تعیین	چرا مهم است
نوع خروجی	معماری AC، DC یا دارای قابلیت AC/DC	دستگاه خروجی اشتباه ممکن است خاموش نشود یا بلافاصله آسیب ببیند
ورودی کنترل	محدوده ولتاژ ورودی، جریان مورد نیاز، قطبیت	خروجی اسمی ۲۴ ولت PLC باید بتواند SSR را تحت شرایط واقعی افت ولتاژ به طور مطمئن راه‎‌اندازی کند
دسته‌بندی بار	هیتر، موتور، ترانسفورماتور، لامپ، سلونوئید، درایور LED، بانک خازنی	هر بار، جریان هجومی، ضریب توان و تنش کلیدزنی متفاوتی ایجاد می‌کند
ولتاژ عملیاتی	عادی، حداکثر، گذرا و فرکانس	SSR باید در برابر ولتاژ پایدار و اختلالات تکرار شونده مقاوم باشد
جریان مداوم	جریان RMS در بدترین نقطه عملکرد	نقطه شروع برای انتخاب حرارتی را تعیین می‌کند
جریان ضربه	مقدار پیک، شکل موج و مدت زمان	تعیین می‌کند که آیا تراشه خروجی در برابر گذراهای راه‌اندازی و خطا سالم می‌ماند یا خیر
حالت سوئیچینگ	عبور از صفر، روشن شدن تصادفی یا کنترل تناسبی	بر EMI، رفتار جریان هجومی و روش کنترل تأثیر می‌گذارد
طراحی حرارتی	اتلاف توان، دمای محیط، مقادیر مقاومت حرارتی (R-theta) و جریان هوا	دمای بیش از حد پیوند (Junction)، علت اصلی خرابی زودرس SSR است
رفتار در حالت قطع	جریان نشتی، dv/dt، حداقل بار	بارهای کوچک ممکن است سوسو بزنند، صدای وزوز بدهند یا به نظر برسد که همچنان برق‌دار هستند
حفاظت	فیوز نیمه‌هادی، MOV، اسنابر، TVS، قطع‌کننده حرارتی	قطعات مختلف به مکانیزم‌های خرابی متفاوتی پاسخ می‌دهند

اگر ابتدا به ساختار داخلی پایه و اصل عملکرد نیاز دارید، مطالعه کنید درک رله‌های حالت جامد (Solid State Relays). این صفحه به جای تکرار تعاریف کلی، بر انتخاب اندازه و مشخصات فنی تمرکز دارد.

---

قبل از انتخاب رله حالت جامد (SSR)، داده‌های بار را جمع‌آوری کنید

یک SSR را نمی‌توان تنها بر اساس “230 ولت، 10 آمپر” به درستی انتخاب کرد. یک پروفیل بار با حداقل اطلاعات زیر تهیه کنید:

• منبع تغذیه AC یا DC، شامل فرکانس و قطبیت
• مدار تک‌فاز یا سه‌فاز
• حداکثر ولتاژ تغذیه عادی، نه فقط ولتاژ نامی
• توان بار یا جریان RMS حالت پایدار اندازه‌گیری شده
• ضریب توان و بازده در صورت کاربرد
• جریان هجومی راه‌اندازی، شارژ، مغناطیس‌کنندگی یا رشته سرد (Cold-filament)
• مدت زمان نوسان و فرکانس کلیدزنی
• چرخه کاری و تعداد استارت‌های مورد انتظار در ساعت
• دمای هوای محیط داخل تابلو برق
• جهت نصب، تهویه و فاصله از منابع حرارتی مجاور
• روش کنترل مورد نیاز: قطع و وصل ساده، کنترل ضربه‌ای (Burst firing)، کنترل زاویه فاز یا سیکل سریع
• پیامدهای اتصال کوتاه شدن رله حالت جامد (SSR)

برای تجهیزات موجود، اندازه‌گیری جریان و شکل موج‌های جریان هجومی معمولاً مفیدتر از تکیه بر برچسب توان است. برای طراحی‌های جدید، به جای استفاده از ضرایب کلی، داده‌های مربوط به حداکثر جریان و جریان راه‌اندازی را از سازنده بار دریافت کنید.

تخمین جریان بار عادی

برای یک بار تک‌فاز:

برای یک بار سه فاز متعادل:

برای یک گرم‌کن مقاومتی، ضریب توان و بازده اغلب نزدیک به ۱ هستند. برای یک موتور، در صورت موجود بودن از جریان درج‌شده روی پلاک استفاده کنید. اگر توان ذکرشده، توان خروجی مکانیکی باشد، باید بازده نیز لحاظ شود.

---

۲. انتخاب فناوری خروجی صحیح: SSR جریان متناوب (AC) یا SSR جریان مستقیم (DC)

منبع تغذیه بار، مرحله خروجی را تعیین می‌کند، نه ولتاژ کنترل‌کننده.

برای مثال، رله‌ای که به صورت زیر توصیف می‌شود DC به AC معمولاً یک سیگنال کنترلی ۳ تا ۳۲ ولت DC را می‌پذیرد اما یک بار AC را سوئیچ می‌کند. عبارت اول ورودی و عبارت دوم خروجی را توصیف می‌کند.

خروجی رله حالت جامد (SSR)	نیمه‌هادی متداول	منبع تغذیه مناسب برای بار	Important limitation
خروجی جریان متناوب (AC)	ترایاک یا تریستورهای (SCR) موازی معکوس	بارهای جریان متناوب (AC)	معمولاً هنگام عبور جریان بار از صفر قطع می‌شود؛ برای سوئیچینگ معمولی جریان مستقیم (DC) مناسب نیست
خروجی جریان مستقیم (DC)	ماسفت (MOSFET)، و در طراحی‌های خاص گاهی IGBT	بارهای جریان مستقیم (DC)	قطبیت را رعایت کنید مگر اینکه خروجی به صراحت دوطرفه باشد
خروجی جریان مستقیم (DC) دوطرفه	ماسفت‌های پشت‌به‌پشت (Back-to-back)	جریان مستقیم (DC) در مواردی که مسدودسازی معکوس مورد نیاز است	تلفات هدایتی بالاتر ممکن است ناشی از قطعات سری باشد
خروجی جریان متناوب (AC) سه‌فاز	سه قطب خروجی جریان متناوب (AC) کنترل‌شده	بارهای جریان متناوب (AC) سه فاز	عملکرد حرارتی و قطع فاز باید برای تمامی قطب‌ها ارزیابی شود

از توضیحات ورودی برای استنباط سازگاری خروجی استفاده نکنید. نام کامل، نمودار ترمینال و مشخصات خروجی را مطالعه کنید.

آیا یک رله حالت جامد (SSR) جریان متناوب می‌تواند جریان مستقیم (DC) را سوئیچ کند؟

معمولاً خیر. یک ترایاک یا یکسوساز کنترل‌شده با سیلیکون (SCR) تا زمانی که جریان بالاتر از جریان نگهدارنده آن باشد، در حالت روشن باقی می‌ماند. جریان مستقیم دارای نقطه عبور از صفر طبیعی نیست، بنابراین ممکن است دستگاه پس از قطع سیگنال ورودی همچنان روشن بماند.

آیا یک رله حالت جامد (SSR) جریان مستقیم می‌تواند جریان متناوب (AC) را سوئیچ کند؟

تنها در صورتی که خروجی آن به‌طور خاص برای جریان دوطرفه طراحی شده باشد. یک خروجی ماسفت (MOSFET) قطبی‌شده معمولی، جایگزینی برای SSR جریان متناوب نیست.

---

3. ورودی کنترلی را با PLC، کنترل‌کننده یا سنسور مطابقت دهید

یک ورودی SSR متداول علامت‌گذاری شده ۳ تا ۳۲ ولت DC شامل یک LED و شبکه محدودکننده جریان است. این برچسب کلی، همچنان سازگاری با تمامی کنترلرها را تضمین نمی‌کند.

تأیید کنید:

• ولتاژ تضمین‌شده برای روشن شدن و ولتاژ تضمین‌شده برای خاموش شدن
• جریان ورودی در کل محدوده ولتاژ
• پلاریته ورودی
• نوع خروجی کنترلر: سورسینگ (Sourcing)، سینکینگ (Sinking)، رله، ترایاک (Triac) یا ترانزیستور
• جریان خروجی PLC موجود برای هر کانال و هر گروه مشترک (Common)
• جریان نشتی یا باقی‌مانده از کنترلر در حالت “خاموش”
• افت ولتاژ در سیم‌کشی‌های کنترلی طولانی
• ایزولاسیون مورد نیاز بین کانال‌ها و مدارها

برای رله‌های حالت جامد (SSR) با ورودی AC، فرکانس ورودی، محدوده تحریک، ولتاژ قطع و جریان ورودی را بررسی کنید. یک PLC با خروجی AC یا سنسور دو سیمه ممکن است جریان کافی برای فعال نگه داشتن ورودی یک SSR حساس نشت دهد؛ در این صورت ممکن است به یک شبکه تخلیه (Bleed network) یا رله واسط مهندسی‌شده نیاز باشد.

---

انتخاب بر اساس نوع بار، نه فقط جریان نامی

جریان نامی ۱۰ آمپر یکسان می‌تواند بسته به نوع بار، تنش‌های بسیار متفاوتی ایجاد کند.

نوع بار	تنش الکتریکی اصلی	تمرکز انتخاب	رویکرد سوئیچینگ متداول
هیتر مقاومتی	جریان مداوم و گرمای تابلو	جریان RMS، چرخه کاری، هیت‌سینک	عبور از صفر معمولاً برای کنترل روشن/خاموش یا کنترل دسته‌ای (Burst) استفاده می‌شود
موتور یا کمپرسور	جریان راه‌اندازی و جریان روتور قفل‌شده، سیکل‌های مکرر	داده‌های نامی موتور، مدت زمان راه‌اندازی، حفاظت در برابر توقف (Stall)، حاشیه حرارتی	از دستورالعمل‌های سازنده SSR برای بارهای موتوری پیروی کنید
ترانسفورماتور	جریان هجومی مغناطیس‌کنندگی به زاویه کلیدزنی و پسماند مغناطیسی بستگی دارد	منحنی اضافه ولتاژ مخصوص ترانسفورماتور و روش کلیدزنی	از راهکار متناسب با هدف استفاده کنید؛ تصور نکنید که عبور از صفر (zero-cross) لزوماً بهترین گزینه است
سلونوئید یا شیر برقی	ولتاژ قطع القایی	سرکوب‌کننده نوسان و الزامات زمان رهاسازی	خروجی AC یا DC متناسب با بوبین؛ از سرکوب‌کننده مناسب استفاده کنید
لامپ رشته‌ای یا مادون قرمز	جریان هجومی رشته سرد	مقاومت سرد و ظرفیت تحمل ضربه تکرار شونده	عبور از صفر اغلب باعث کاهش اختلال می‌شود، که به داده‌های کاربردی بستگی دارد
درایور LED یا ورودی خازنی	پالس شارژ خازن، ضریب کرست بالا، جریان پایدار کم	جریان پیک، مدت زمان پالس، حداقل بار، جریان نشتی	از داده‌های بار خازنی استفاده کنید؛ توان نامی به تنهایی کافی نیست

بارهای گرمایش مقاومتی

بارهای گرمایشی معمولاً ساده‌ترین کاربرد برای SSR هستند، اما می‌توانند برای مدت طولانی با چرخه کاری بالا کار کنند. این امر باعث می‌شود تلفات هدایتی و دمای محفظه از جریان راه‌اندازی اهمیت بیشتری پیدا کنند. از حداکثر جریان در حالت گرم و بدترین ولتاژ تغذیه محتمل استفاده کنید.

موتورها و کمپرسورها

برای تعیین اندازه SSR موتور، تنها به جریان بار کامل (FLC) اکتفا نکنید. جریان راه‌اندازی، زمان شتاب‌گیری، تعداد استارت در ساعت، حفاظت روتور قفل‌شده، قطع فاز و نیاز یا عدم نیاز به تغییر جهت چرخش یا ترمز را بررسی کنید. درجه آمپر یک SSR عمومی با درجه کاربری موتور معادل نیست.

برای کاربردهایی که نیاز به راه‌اندازی نرم، محدودسازی جریان یا شتاب کنترل‌شده دارند، استفاده از کنترل‌کننده نیمه‌هادی موتور یا سافت‌استارتر ممکن است مناسب‌تر از یک SSR ساده با عملکرد قطع و وصل باشد. استاندارد IEC 60947-4-2 کنترل‌کننده‌های نیمه‌هادی موتور، استارترها و سافت‌استارترها را در محدوده خود پوشش می‌دهد.

ترانسفورماتورها

جریان هجومی مغناطیس‌کنندگی ترانسفورماتور به شدت تحت تأثیر زاویه بستن کلید، شار باقی‌مانده، امپدانس منبع و طراحی ترانسفورماتور است. بستن کلید دقیقاً در لحظه صفر ولتاژ می‌تواند در برخی کاربردهای ترانسفورماتور منجر به عدم تقارن شدید شار شود. از یک SSR یا کنترل‌کننده‌ای استفاده کنید که دارای راهنمای صریح برای بار ترانسفورماتور و منحنی جریان هجومی تأییدشده باشد.

درایورهای LED و بارهای خازنی

منبع تغذیه LED ممکن است پس از راه‌اندازی تنها کسری از آمپر را مصرف کند، اما یک پالس شارژ کوتاه با شدت بسیار بالاتر ایجاد نماید. بزرگی جریان هجومی و عرض پالس درایور را با داده‌های جریان هجومی تکرارپذیر و غیرتکرارپذیر SSR مقایسه کنید. همچنین جریان نشتی در حالت خاموش را بررسی کنید، زیرا می‌تواند خازن ورودی را شارژ کرده و باعث چشمک زدن (فلش زدن) شود.

---

5. بررسی ولتاژ خروجی و حاشیه گذرا

درجه ولتاژ خروجی SSR باید از بالاترین ولتاژ حالت پایداری که ممکن است در دو سر خروجی باز ظاهر شود، بیشتر باشد. همچنین باید در برابر اختلالات خط، سوئیچینگ سلفی و گذراهای تکرارپذیر مقاوم باشد.

بررسی:

• ولتاژ تغذیه نامی و حداکثر ولتاژ تغذیه پیوسته
• مقدار موثر (RMS) جریان متناوب در مقابل ولتاژ مسدودکننده پیک
• حداکثر ولتاژ کاری DC
• ولتاژ پیک تکرارشونده در حالت قطع
• نرخ تغییرات ولتاژ (dv/dt) استاتیک و کموتاسیون
• محیط نوسانات ولتاژ و حفاظت بالادست
• درجه عایقی بین مدارهای کنترل و بار

از یک درصد حاشیه ولتاژ واحد برای تمام فناوری‌های SSR استفاده نکنید. از منحنی کاربردی سازنده استفاده کرده و SSR را با وریستور اکسید فلزی (MOV)، قطعه سرکوبگر ولتاژ گذرا (TVS) یا دستگاه حفاظت در برابر نوسانات (SPD) انتخاب‌شده، هماهنگ کنید.

---

تعیین اندازه جریان SSR بر اساس منحنی کاهش توان (Derating Curve)

جریان درج شده روی یک SSR معمولاً تحت شرایط حرارتی مشخصی تعیین می‌شود. این شرایط ممکن است شامل دمای بدنه، هیت‌سینک، جریان هوا، جهت نصب یا دمای محیط باشد. بنابراین، یک SSR “۴۰ آمپر” ممکن است قادر نباشد ۴۰ آمپر را به‌طور مداوم در داخل یک تابلوی کنترل گرم و دربسته تحمل کند.

از ضریب جریان مجاز طبق منحنی دقیق موجود در دیتاشیت استفاده کنید:

جایی که:

• Iload حداکثر جریان بار RMS مداوم است؛;
• F_{allowable} کسر قابل استفاده از جریان نامی تحت شرایط واقعی محیطی و نصب است.

اگر برگه اطلاعات فنی تنها اجازه استفاده از ۵۰ درصد جریان نامی را در شرایط طراحی بدهد، برای یک بار مداوم ۱۸ آمپر، به یک رله حالت جامد (SSR) با حداقل جریان نامی ۳۶ آمپر قبل از بررسی‌های جریان هجومی و دسته‌بندی بار نیاز است. این یک قانون کلی برای کاهش توان (Derating) نیست؛ بلکه نمونه‌ای از نحوه اعمال منحنی سازنده است.

غربالگری جریان، فرآیند انتخاب را تکمیل نمی‌کند. گزینه انتخابی همچنان باید از آزمون‌های جریان هجومی، حرارتی، فرکانس سوئیچینگ و هماهنگی حفاظتی عبور کند.

---

انتخاب رله حالت جامد و محاسبه‌گر هیت‌سینک

از محاسبه‌گر انتخاب رله حالت جامد و هیت‌سینک VIOX برای تخمین جریان نامی مورد نیاز SSR، تلفات هدایتی، مقاومت حرارتی هیت‌سینک، دمای پیوند، حاشیه جریان هجومی، جریان نشتی در حالت قطع و هماهنگی اولیه I^2t فیوز نیمه‌هادی استفاده کنید.

فناوری خروجی واقعی، نوع بار، ولتاژ سیستم، توان یا جریان اندازه‌گیری شده، ضریب توان، چرخه کاری، دمای محیط و پارامترهای حرارتی را از برگه اطلاعات فنی SSR کاندید وارد کنید.

[محاسبه‌گر انتخاب رله حالت جامد و هیت‌سینک VIOX را اینجا قرار دهید]

فقط انتخاب اولیه: این نتیجه جایگزین منحنی کاهش توان دقیق سازنده، رتبه‌بندی دسته‌بندی بار، منحنی جریان هجومی، دستورالعمل‌های نصب، الزامات رابط حرارتی یا جدول هماهنگی فیوز نیمه‌هادی تأیید شده نمی‌باشد.

باز کردن کامل محاسبه‌گر انتخاب رله حالت جامد (SSR) و هیت‌سینک

---

7. SSR با سوئیچینگ عبور از صفر در مقابل روشن شدن تصادفی

این انتخاب عمدتاً برای SSRهای با خروجی AC کاربرد دارد.

سوئیچینگ عبور از صفر

یک SSR با قابلیت عبور از صفر، تا زمانی که ولتاژ AC به نزدیکی صفر برسد منتظر می‌ماند و سپس روشن می‌شود. این نوع به دلیل کاهش اختلالات هدایتی و تابشی در مقایسه با سوئیچینگ در زوایای دلخواه، به‌طور گسترده برای گرمایش مقاومتی و کنترل آتش انفجاری (Burst-fire) استفاده می‌شود.

این روش لزوماً در همه موارد بهترین نیست. رفتار مغناطیسی ترانسفورماتور، راه‌اندازی موتور و روش‌های کنترلی خاص، نیازمند بررسی‌های اختصاصی برای هر کاربرد هستند.

سوئیچینگ روشن شدن تصادفی

رله حالت جامد (SSR) با روشن شدن تصادفی، به محض اینکه فرمان ورودی و شرایط نیمه‌هادی اجازه دهند، شروع به هدایت می‌کند. این ویژگی برای کنترل توان با زاویه فاز و کاربردهایی که کنترل‌کننده باید زاویه آتش را انتخاب کند، ضروری است.

کاربرد	نقطه شروع معمول	بررسی پیش از تایید
هیتر مقاومتی، روشن/خاموش ساده	عبور از صفر	دوره تناوب، بار حرارتی، الزامات تداخل الکترومغناطیسی (EMI)
هیتر، کنترل زاویه فاز	روشن شدن تصادفی	سازگاری کنترلر، هارمونیک‌ها، فیلترینگ EMC
ترانسفورماتور	SSR/کنترلر با کاربری خاص	جریان هجومی مغناطیس‌کنندگی، پسماند مغناطیسی، استراتژی آتش (Firing strategy)
موتور/کمپرسور	SSR با درجه‌بندی موتوری	جریان راه‌اندازی/توقف، حالت سوئیچینگ، تعداد استارت در ساعت
بار DC	SSR با خروجی DC	اصطلاح عبور از صفر (Zero-cross) در اینجا کاربرد ندارد.

---

8. رله‌های حالت جامد (SSR) تک‌فاز در مقابل سه‌فاز

یک SSR تک‌فاز، یک مسیر جریان کنترل‌شده را قطع و وصل می‌کند. در یک سیستم سه‌فاز می‌توان از موارد زیر استفاده کرد:

• یک SSR سه‌فاز یکپارچه؛;
• سه SSR تک‌فاز که با هم کنترل می‌شوند؛ یا
• دو قطب کنترل‌شده در یک مدار سه‌سیمه، در صورتی که طراحی مربوطه اجازه دهد.

یک واحد یکپارچه، نصب و کنترل هماهنگ را ساده می‌کند، اما گرمای ترکیبی آن می‌تواند قابل‌توجه باشد. SSRهای مجزا می‌توانند گرما را توزیع کرده و تعویض را آسان‌تر کنند، اما طراحی باید فرمان‌های همزمان، تشخیص قطع فاز، خنک‌سازی نامتقارن و دمای مشترک هیت‌سینک را مدیریت کند.

برای موتورها، سه SSR عمومی مستقل را به عنوان یک راه‌انداز کامل موتور در نظر نگیرید. حفاظت در برابر اضافه بار، حفاظت در برابر اتصال کوتاه، رفتار در هنگام قطع فاز، منطق راه‌اندازی مجدد و ایزولاسیون همچنان نیازمند یک طراحی هماهنگ هستند.

---

محاسبه اتلاف توان SSR و نیاز به هیت‌سینک

اتلاف هدایتی SSR جریان متناوب (AC)

برای برآورد اولیه با استفاده از افت ولتاژ در حالت روشن:

که در آن D نسبت وظیفه است. اگر سازنده منحنی اتلاف توان را ارائه کرده است، از آن منحنی استفاده کنید، زیرا افت ولتاژ کاملاً ثابت نیست.

اتلاف هدایتی SSR ماسفت DC

برای خروجی ماسفت:

از RDS(on) در دمای پیوند مورد انتظار استفاده کنید، نه فقط مقدار اسمی در دمای پایین. مقاومت ماسفت معمولاً با افزایش دما افزایش می‌یابد.

مقاومت حرارتی هیت‌سینک

برای یک SSR روی یک هیت‌سینک:

جایی که:

• T_{J,target} حد دمای طراحی پیوند است که پایین‌تر از حداکثر مطلق نگه داشته می‌شود؛;
• T_A دمای هوای محیط در اطراف هیت‌سینک است؛;
• P اتلاف توان SSR است؛;
• R_{\theta JC} مقاومت حرارتی اتصال به بدنه است؛;
• R_{\theta CS} مقاومت حرارتی بدنه به هیت‌سینک است؛;
• R_{\theta SA} مقاومت حرارتی مورد نیاز هیت‌سینک به محیط بر حسب درجه سلسیوس بر وات است.

R_{\theta SA} کمتر به معنای هیت‌سینک کارآمدتر است.

مثال کاربردی

فرض کنید یک SSR جریان متناوب (AC) به طور مداوم 18 آمپر جریان را عبور می‌دهد، دارای افت ولتاژ 1.6 ولت در حالت روشن است و در مکانی نصب شده که دمای محیط ممکن است به 45 درجه سلسیوس برسد.

P = 1.6 \times 18 = 28.8\ W

اگر هدف طراحی دمای اتصال ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد، R_{\theta JC}=0.5 درجه سانتی‌گراد بر وات و R_{\theta CS}=0.2 درجه سانتی‌گراد بر وات باشد:

R_{\theta SA,max} = \frac{100-45}{28.8} – 0.5 – 0.2 \approx 1.21\ ^\circ C/W

هیت‌سینک انتخاب‌شده باید فراهم کند ۱.۲۱ درجه سانتی‌گراد بر وات یا کمتر تحت شرایط واقعی جهت‌گیری، جریان هوای محفظه، ارتفاع و شرایط نصب. این مثال صرفاً جهت توضیح است؛ از داده‌های دقیق تلفات SSR و مقاومت‌های حرارتی استفاده کنید.

چندین SSR روی یک هیت‌سینک

هنگامی که چندین ماژول از یک هیت‌سینک مشترک استفاده می‌کنند، گرمای کل باعث افزایش دمای هیت‌سینک می‌شود، در حالی که هر ماژول مسیر حرارتی اتصال به بدنه (junction-to-case) اختصاصی خود را حفظ می‌کند:

هر SSR را به گونه‌ای محاسبه نکنید که گویی کل هیت‌سینک (خنک‌کننده) به آن اختصاص دارد.

---

10. در نظر گرفتن دمای تابلو، گروه‌بندی و نحوه نصب

دمای اتاق، دمای محیط طراحی نیست. پس از رسیدن تابلو به تعادل حرارتی، دمای هوای نزدیک به SSR و ورودی هیت‌سینک را اندازه‌گیری یا برآورد کنید.

دلایل رایج برای دست‌کم گرفتن دمای SSR عبارتند از:

• محفظه‌های دربسته که در معرض تابش مستقیم نور خورشید قرار دارند؛;
• هیت‌سینک‌هایی که در مکان‌هایی با جریان همرفت طبیعی مسدود نصب شده‌اند؛;
• چندین SSR، کنتاکتور یا منبع تغذیه که در نزدیکی یکدیگر قرار گرفته‌اند؛;
• پره‌های افقی که نمی‌توانند مسیر جریان هوای رو به بالا ایجاد کنند؛;
• ارتفاع زیاد از سطح دریا، فیلترهای گرد و غبار یا کاهش عملکرد سیستم هوای اجباری؛;
• استفاده بیش از حد یا نامناسب از خمیر سیلیکون (ترمال کامپاند)؛;
• فشار نامتوازن در هنگام نصب یا تاب‌داشتن سطح هیت‌سینک.

از دستورالعمل‌های سازنده SSR در خصوص گشتاور، صافی سطح، پد حرارتی و نحوه نصب پیروی کنید. استفاده بیشتر از خمیر سیلیکون لزوماً بهتر نیست؛ ماده واسط حرارتی باید تنها حفره‌های میکروسکوپی را پر کند، بدون اینکه یک لایه عایق ضخیم ایجاد نماید.

هیت‌سینک یکپارچه یا هیت‌سینک جداگانه؟

یک رله حالت جامد (SSR) با هیت‌سینک یکپارچه روی ریل DIN می‌تواند تعداد قطعات و زمان مونتاژ را کاهش دهد، در حالی که هیت‌سینک جداگانه به طراح آزادی عمل بیشتری برای مدیریت تلفات حرارتی بالاتر، بارهای حرارتی مشترک، جریان هوا و تعویض قطعات می‌دهد. هیچ‌کدام از این دو ساختار ذاتاً بر دیگری برتری ندارد.

پیکربندی	مزیت اصلی	محدودیت اصلی	بهترین روش ارزیابی
هیت‌سینک یکپارچه	مونتاژ فشرده و نصب ساده‌شده	ظرفیت خنک‌کنندگی ثابت و احتمال تراکم در فضای ریل DIN	بررسی جریان مجاز در دمای محیط واقعی تابلو و فواصل نصب
هیت‌سینک جداگانه	انتخاب گسترده‌تر از نظر مقاومت حرارتی، اندازه و جریان هوا	حجم کار نصب بیشتر و وابستگی بیشتر به کیفیت رابط	محاسبه مسیر حرارتی کامل و اعتبارسنجی دمای بدنه
هیت‌سینک مشترک	امکان کاهش فضای تابلو برای چندین رله حالت جامد (SSR)	گرمای حاصل از هر ماژول، دمای هیت‌سینک مشترک را افزایش می‌دهد	استفاده از مجموع اتلاف حرارتی به اضافه مسیر اتصال (Junction) اختصاصی هر ماژول

تنها بر اساس جریان بار، بین این گزینه‌ها انتخاب نکنید. حاشیه دمای اتصال حاصل را در شرایط محفظه یکسان مقایسه کنید.

---

11. درک جریان نشتی در حالت قطع و حداقل بار

یک SSR مانند یک گپ هوایی مکانیکی عمل نمی‌کند. نیمه‌هادی خروجی آن و هرگونه اسنابر داخلی، در حالت خاموش نیز جریان کمی را از خود عبور می‌دهند.

این جریان نشتی می‌تواند باعث موارد زیر شود:

• روشن ماندن یا چشمک زدن لامپ‌های LED؛;
• نمایش ولتاژ “کاذب” در مولتی‌مترهای با امپدانس بالا؛;
• وزوز کردن یا عدم رهاسازی سلونوئیدهای کوچک؛;
• شارژ شدن و راه‌اندازی مجدد دوره‌ای منابع تغذیه الکترونیکی؛;
• برق‌دار به نظر رسیدن بار در حین عیب‌یابی.

حداکثر جریان نشتی در حالت خاموش SSR را با جریان رهاسازی و حداقل جریان کاری بار مقایسه کنید. یک مقاومت تخلیه (Bleed Resistor) مورد تایید سازنده ممکن است برخی مشکلات بارهای کوچک را حل کند، اما باعث تولید گرما می‌شود و باید برای ولتاژ دائم و تخلیه ایمن دارای توان مناسب باشد. یک اسنابر RC خارجی نیز می‌تواند جریان نشتی را افزایش دهد.

همیشه قبل از تعمیر و نگهداری، مدار را ایزوله کرده و عدم وجود ولتاژ را بررسی کنید. فرمان خاموش (Off) در SSR یک روش ایمن برای ایزولاسیون نیست.

---

12. هماهنگ‌سازی حفاظت در اطراف SSR

هیچ قطعه حفاظتی واحدی نمی‌تواند تمام تنش‌های وارد بر SSR را پوشش دهد.

اقدامات حفاظتی	هدف اصلی	احتیاط در انتخاب
کلید مینیاتوری (MCB) یا فیوز اصلی	حفاظت از کابل و مدار	ممکن است برای محافظت از پیوند نیمه‌هادی (Semiconductor junction) بیش از حد کند باشد
فیوز نیمه‌هادی سریع	محدود کردن انرژی خطا از طریق رله حالت جامد (SSR)	استفاده از جدول هماهنگی سازنده SSR یا مقایسه بر اساس یک مبنای آزمون معتبر و مشترک
MOV	محدود کردن (کلمپ کردن) اضافه ولتاژهای تکراری یا موردی	هماهنگ‌سازی ولتاژ کاری مداوم حداکثری (MCOV)، سطح محدودکنندگی، انرژی، فرسودگی و جریان دنباله
اسنابر RC	محدود کردن نرخ تغییرات ولتاژ (dv/dt) و نوسانات در مدارهای القایی AC	افزایش جریان نشتی در حالت قطع و تولید حرارت
دیود فلایبک	سرکوب ضربه القایی سیم‌پیچ DC	سرعت رهاسازی بوبین را کاهش می‌دهد و باید دارای پلاریته صحیح باشد
TVS diode	گذراهای DC را در ولتاژ بالاتری محدود (Clamp) می‌کند	رهاسازی سریع‌تر بار، اما با تنش بیشتر نسبت به دیود هرزگرد (Flyback diode)
کلید یا سنسور حرارتی	دمای بیش از حد هیت‌سینک را تشخیص می‌دهد	آن را در جایی قرار دهید که نشان‌دهنده مسیر حرارتی بحرانی باشد
کنتاکتور/قطع‌کننده مکانیکی	ایزولاسیون یا قطع اضطراری (Shutdown) پشتیبان را فراهم می‌کند	باید برای توالی و ظرفیت قطع خطا هماهنگ باشد

هماهنگی فیوز نیمه‌هادی

یک کلید اتوماتیک کمپکت (MCCB) یا کلید مینیاتوری (MCB) می‌تواند خطا را برطرف کند، در حالی که همچنان انرژی کافی برای تخریب SSR عبور می‌دهد. در مواردی که حفاظت از نیمه‌هادی مورد نیاز است، از فیوز فوق‌سریع توصیه شده توسط سازنده SSR استفاده کنید.

یک مقایسه اولیه انرژی پالس می‌تواند از موارد زیر استفاده کند:

با این حال، مقدار I^2t کل فیوز و مقدار I^2t قابل تحمل رله حالت جامد (SSR) تنها زمانی معنادار هستند که شکل موج، مدت زمان، دمای اولیه، ولتاژ سیستم و شرایط تست آن‌ها با یکدیگر سازگار باشد. یک جدول هماهنگی تایید شده، مدرک معتبرتری نسبت به مقایسه صرف شماره کاتالوگ‌ها است.

انتخاب MOV و اسنابر

حداکثر ولتاژ کاری مداوم MOV باید بالاتر از بالاترین ولتاژ عادی خط باقی بماند، در حالی که سطح حفاظتی آن باید پایین‌تر از حد تحمل گذرا (transient withstand) مربوط به SSR باشد. گذراهای تکرار شونده، امپدانس منبع و رفتار پایان عمر MOV نیز حائز اهمیت هستند.

اسنابر RC در مواردی که dv/dt بیش از حد یا نوسانات القایی باعث تهدید روشن شدن کاذب یا تنش روی قطعه می‌شود، مفید است. این قطعه باید به عنوان بخشی از مدار طراحی شود و نه اینکه به صورت خودکار اضافه گردد، زیرا جریان حالت خاموش (off-state current) را افزایش می‌دهد.

از روندهای دمایی استفاده کنید، نه فقط یک نقطه قطع ثابت

در تجهیزات با کارکرد مداوم یا حساسیت بالا، سنسور دمای هیت‌سینک می‌تواند فراتر از یک قطع اضطراری عمل کند. بررسی روند دما در کنار جریان بار و دمای محیط تابلو می‌تواند قبل از رسیدن SSR به آستانه قطع، مواردی مانند مسدود شدن مسیر هوا، خرابی فن، آلودگی هیت‌سینک، شل شدن رابط حرارتی یا افزایش چرخه کاری را آشکار سازد.

افزایش دمای هیت‌سینک لزوماً به معنای معیوب بودن خود SSR نیست. مقادیر را در شرایط بار و محیط مشابه مقایسه کنید و کل مسیر حرارتی را بررسی نمایید. همچنین، یک سوئیچ حرارتی که فقط به ورودی کنترل متصل است، نمی‌تواند پس از اتصال کوتاه شدن SSR، بار را قطع کند؛ در مواردی که ارزیابی ریسک نیازمند قطع مطمئن است، به یک دستگاه سوئیچینگ مکانیکی یا ایزولاتور مجزا نیاز است.

---

13. طراحی برای حالت‌های خرابی رایج SSR

نیمه‌هادی‌های قدرت اغلب دچار خرابی می‌شوند اتصال کوتاه, ، به‌ویژه پس از افزایش بیش از حد دما، جریان هجومی، اضافه ولتاژ یا محدودسازی ناکافی انرژی خطا. بار ممکن است حتی زمانی که ورودی کنترل قطع است، همچنان برق‌دار باقی بماند.

علامت	دلایل احتمالی	واکنش مهندسی
بار کاملاً روشن باقی می‌ماند	نیمه‌هادی خروجی دچار اتصال کوتاه شده است؛ بای‌پس سیم‌کشی	برق را قطع کنید، مقاومت خروجی را طبق روش تست سازنده بررسی کنید، SSR را تعویض نمایید و علل حرارتی و جریان هجومی را بررسی کنید
بار روشن نمی‌شود	خروجی باز، درایو ورودی ناکافی، سوختن فیوز، خطای بار	اندازه‌گیری ایمن ورودی کنترل، ولتاژ خروجی، پیوستگی فیوز و جریان بار
در حالت سرد کار می‌کند، در حالت گرم دچار نقص می‌شود	هیت‌سینک ناکافی، رابط ضعیف، دمای محیط بیش از حد، ورودی مرزی	ثبت دمای بدنه/هیت‌سینک و جریان پس از پایداری حرارتی
عملکرد مزاحم (بی‌دلیل) فیوز	دست‌کم گرفتن جریان هجومی بار، فیوز نامناسب، نوسانات تکراری	ثبت شکل موج جریان هجومی و بررسی هماهنگی فیوز/رله حالت جامد (SSR)
روشن شدن کاذب	نرخ تغییرات ولتاژ (dv/dt) بیش از حد، نویز کنترلی، کوپلینگ سیم‌کشی	بهبود مسیربندی، سرکوب نویز، شیلدینگ و حاشیه نویز ورودی
روشن ماندن ضعیف یا لرزش بار کوچک در حالت خاموش	جریان نشتی یا جریان اسنابر	بررسی حداکثر جریان نشتی نسبت به مشخصات قطع بار؛ استفاده از شبکه تخلیه (Bleed) تایید شده یا معماری خروجی متفاوت

در مواردی که برق‌دار ماندن مداوم می‌تواند منجر به خطرات آتش‌سوزی، حرکت، فشار یا فرآیند شود، برای وضعیت ایمن تنها به یک SSR تکیه نکنید. از یک قطع‌کننده مکانیکی مناسب یا معماری دارای رتبه ایمنی، حفاظت مستقل در برابر دمای بیش از حد و پایش خطا مطابق با ارزیابی ریسک استفاده کنید.

---

مشخصات فنی خرید رله حالت جامد (SSR)

شرح خرید به صورت “SSR ۴۰ آمپر، ورودی ۲۴ ولت” ناقص است. از مشخصاتی استفاده کنید که به تأمین‌کننده و سازنده تابلو برق امکان ارزیابی کاربرد واقعی را بدهد.

فیلد مشخصات فنی	اطلاعات مورد نیاز جهت درخواست یا ارائه
کاربرد	تجهیزات بار، هدف از سوئیچینگ، چرخه کاری، تعداد استارت/سیکل در ساعت
ورودی	مقدار نامی/محدوده، جریان ورودی، سطوح قطع و وصل (Pickup/Dropout)، پلاریته، نوع خروجی PLC
فناوری خروجی	ترایاک/SCR جریان متناوب (AC)، ماسفت جریان مستقیم (DC)، جریان مستقیم دوطرفه، یا سه‌فاز یکپارچه
تغذیه بار	ولتاژ نامی و حداکثر، فرکانس، آرایش فاز
داده‌های بار	جریان RMS، ضریب توان، بازده، شکل موج جریان هجومی، مدت زمان اضافه ولتاژ
حالت سوئیچینگ	سازگاری با کنترل‌کننده عبور از صفر، روشن شدن تصادفی یا متناسب
ظرفیت جریان	جریان مداوم در شرایط محیطی و نصب مشخص‌شده
داده‌های حرارتی	منحنی اتلاف توان، V_{ON} یا R_{DS(on)}، R_{\theta JC}، الزامات رابط، منحنی کاهش توان (Derating)
داده‌های حالت قطع (Off-state)	جریان نشتی، حداقل بار، ولتاژ مسدودکننده، dv/dt استاتیک و کموتاسیون
داده‌های جریان هجومی (Surge)	جریان پیک، شکل موج، مدت زمان پالس، محدودیت‌های تکرار، مبنای I^2t
حفاظت	فیوز نیمه‌هادی تایید شده، راهنمای MOV/اسنابر، گزینه دمای بیش از حد
مکانیکی	پکیج، ترمینال‌ها، نصب، هیت‌سینک، گشتاور، حفاظت در برابر تماس
مستندات	ویرایش دیتاشیت، گزارش‌های تست، قابلیت ردیابی، مستندات گواهی‌های مربوطه

---

چک‌لیست ممیزی تامین‌کننده برای پروژه‌های OEM و تابلو برق

پیش از تایید یک خانواده رله حالت جامد (SSR)، از تامین‌کننده بخواهید موارد زیر را ارائه دهد:

• منحنی‌های کاهش جریان نسبت به دمای محیط برای چیدمان نصب دقیق؛;
• داده‌های اتلاف توان در محدوده جریان مورد نظر؛;
• مقاومت حرارتی اتصال به بدنه و دستورالعمل‌های رابط؛;
• منحنی‌های جریان هجومی با ذکر شکل موج و مدت زمان؛;
• مدل‌های فیوز تندکار پیشنهادی یا روش هماهنگی مستند شده؛;
• حداکثر جریان نشتی و حداقل بار در دمای کاری؛;
• داده‌های dv/dt و ولتاژ گذرا؛;
• گشتاور ترمینال و الزامات هادی؛;
• قابلیت ردیابی لات (محموله) و فرآیند کنترل تغییرات؛;
• داده‌های لات تولید برای مشخصات حیاتی مانند نشت در حالت خاموش، افت ولتاژ در حالت روشن، ولتاژ مسدودکننده و پیکاپ ورودی که در آن از کنترل فرآیند آماری استفاده می‌شود؛;
• مستندات مربوط به هرگونه گواهی ادعا شده یا انطباق با استاندارد؛;
• نمونه‌هایی برای اعتبارسنجی افزایش دما، جریان هجومی، نشت و پاسخ به خطا در مجموعه نهایی.

برای تأمین‌کنندگان OEM با حجم بالا، داده‌های قابلیت آماری می‌توانند به تشخیص اینکه آیا یک پارامتر به‌طور مداوم کنترل می‌شود یا صرفاً در محدوده‌های مشخصات قرار دارد، کمک کنند. اگر تأمین‌کننده‌ای شاخص قابلیت فرآیند مانند Cpk را گزارش می‌دهد، ویژگی اندازه‌گیری شده، اندازه نمونه، حدود کنترل، دمای تست و دوره لات را تأیید کنید. مقدار Cpk بدون این زمینه، مدرک معتبری برای قابلیت اطمینان SSR نیست.

استاندارد IEC 62314:2022 به الزامات رله‌های حالت جامد (SSR) صفر و یک در محدوده خود می‌پردازد. کنترل‌کننده‌ها و کنتاکتورهای نیمه‌هادی AC برای بارهای غیرموتوری تحت استاندارد IEC 60947-4-3 قرار می‌گیرند، در حالی که کنترل‌کننده‌ها و راه‌اندازهای موتور نیمه‌هادی توسط استاندارد IEC 60947-4-2 پوشش داده می‌شوند. الزامات محصول و مونتاژ قابل اجرا به نحوه تأمین و یکپارچه‌سازی SSR بستگی دارد؛ گواهی قطعه به تنهایی به معنای گواهی تابلوی تکمیل‌شده نیست.

---

اشتباهات رایج در انتخاب رله‌های حالت جامد (SSR)

در نظر گرفتن جریان نامی پلاک به عنوان جریان قابل استفاده در تابلو

اصلاح این مورد، استفاده از منحنی کاهش توان (Derating) دقیق و بررسی دمای پیوند در بدترین شرایط محیطی است.

نادیده گرفتن جریان هجومی بار

اندازه‌گیری یا دریافت شکل موج جریان هجومی. مقدار جریان پیک بدون در نظر گرفتن مدت زمان پالس کافی نیست.

فرض بر اینکه سوئیچینگ در عبور از صفر (Zero-cross) همیشه بهتر است

سوئیچینگ در عبور از صفر برای بسیاری از کاربردهای گرمایشی مقاومتی یک گزینه پیش‌فرض قوی است، اما یک قانون کلی برای ترانسفورماتورها، موتورها یا کنترل زاویه فاز محسوب نمی‌شود.

انتخاب هیت‌سینک بر اساس آمپر نامی SSR

محاسبه تلفات واقعی نیمه‌هادی و مسیر حرارتی کامل. دو رله حالت جامد (SSR) با جریان نامی یکسان می‌توانند افت ولتاژ و الزامات حرارتی متفاوتی داشته باشند.

تکیه بر یک کلید مینیاتوری (MCB) عمومی برای محافظت از SSR

محافظت از هادی‌ها و محافظت از پیوندهای نیمه‌هادی، دو وظیفه هماهنگی مجزا هستند.

در نظر گرفتن وضعیت “خاموش” به عنوان ایزولاسیون (جداسازی)

در نظر گرفتن جریان نشتی و خرابی ناشی از اتصال کوتاه. فراهم کردن ایزولاسیون ایمن و مسیر قطع متناسب با سطح ریسک.

تعویض رله الکترومکانیکی (EMR) بدون بررسی رفتار مدار

یک SSR جریان نشتی، حرارت، حالت خرابی، افت ولتاژ و رفتار گذرا را تغییر می‌دهد. اگر هنوز در حال تصمیم‌گیری بین این دو فناوری هستید، بررسی کنید. رله الکترومکانیکی در مقابل رله حالت جامد پیش از نهایی کردن طراحی.

---

سوالات متداول

آیا رتبه آمپر بالاتر در رله‌های حالت جامد (SSR) همیشه ایمن‌تر است؟

لزوماً خیر. کلاس جریان بالاتر معمولاً سطح تراشه یا حاشیه حرارتی بیشتری فراهم می‌کند، اما مزیت آن به طراحی داخلی، هیت‌سینک، دمای محیط، پایانه‌ها، رتبه جریان هجومی و حفاظت بستگی دارد. انتخاب ابعاد بزرگتر نمی‌تواند جایگزین فناوری خروجی نامناسب یا نصب حرارتی ناکافی شود.

آیا می‌توان دو SSR را برای تقسیم جریان به صورت موازی متصل کرد؟

خروجی‌های SSR معمولی را به صورت موازی متصل نکنید، مگر اینکه سازنده صراحتاً آن را تأیید کرده باشد. تفاوت‌های جزئی در ولتاژ حالت روشن، دما و امپدانس سیم‌کشی می‌تواند باعث شود یک دستگاه جریان نامتناسبی را تحمل کند و منجر به فرار حرارتی شود. از یک SSR با رتبه مناسب یا مجموعه‌ای که توسط سازنده برای اتصال موازی تأیید شده است، استفاده کنید.

آیا چندین SSR می‌توانند از یک هیت‌سینک مشترک استفاده کنند؟

بله، در صورتی که فواصل الکتریکی، ایزولاسیون، دستورالعمل‌های نصب و محاسبات حرارتی ترکیبی اجازه دهند. از مجموع تلفات ماژول برای محاسبه دمای هیت‌سینک استفاده کنید، سپس افزایش دمای اتصال به بدنه و بدنه به هیت‌سینک برای هر SSR را به آن اضافه کنید.

چرا هنگام خاموش بودن SSR، ولتاژ در بار اندازه‌گیری می‌شود؟

نشت جریان در حالت خاموش از طریق نیمه‌هادی یا اسنابر داخلی می‌تواند باعث ایجاد عدد روی مولتی‌متر شود، به‌ویژه زمانی که از مولتی‌متر دیجیتال با امپدانس بالا استفاده می‌شود. تشخیص دهید که آیا این یک ولتاژ شبح (Ghost Voltage) بی‌خطر است یا جریانی کافی برای راه‌اندازی بار. هرگز بر اساس فرمان کنترلی، فرض نکنید که مدار برای لمس کردن ایمن است.

آیا رله حالت جامد (SSR) با قابلیت عبور از صفر (Zero-cross) همیشه برای بارهای AC بهترین گزینه است؟

خیر. این نوع رله معمولاً برای سوئیچینگ هیترهای مقاومتی و کنترل دسته‌ای (Burst control) ترجیح داده می‌شود، اما کنترل زاویه فاز نیازمند روشن شدن تصادفی (Random turn-on) است. کاربردهای ترانسفورماتور و موتور نیازمند راهنمایی‌های خاصِ همان بار هستند، زیرا زاویه سوئیچینگ می‌تواند جریان هجومی و تنش‌های الکترومغناطیسی را تغییر دهد.

چرا با وجود اینکه مدار دارای کلید مینیاتوری (Breaker) است، باید از فیوز نیمه‌هادی استفاده کرد؟

کلید مینیاتوری عمدتاً از سیم‌کشی محافظت کرده و خطاهای مدار را قطع می‌کند. پیوند نیمه‌هادی ممکن است قبل از عمل کردن یک کلید استاندارد آسیب ببیند. یک فیوز فوق‌سریع هماهنگ‌شده، انرژی عبوری را به سطحی محدود می‌کند که SSR بتواند آن را تحمل کند.

چه دمایی برای یک SSR بیش از حد مجاز است؟

هیچ قانون قابل اعتمادی بر اساس دمای لمسی وجود ندارد. از حداکثر دمای بدنه یا پیوند اعلام شده توسط سازنده استفاده کنید و سپس طراحی را بر اساس دمای هدف پایین‌تری انجام دهید که حاشیه اطمینان عملیاتی را فراهم کند. پس از رسیدن تابلو به حالت پایدار، دمای محیط، دمای بدنه، دمای هیت‌سینک و جریان را بررسی و تایید کنید.

---

قانون انتخاب نهایی

یک SSR قابل اطمینان باید بر اساس بار و به صورت معکوس انتخاب شود، نه بر اساس جریان کاتالوگ. ابتدا فناوری خروجی AC یا DC و ورودی کنترل را مطابقت دهید. سپس دستگاه را بر اساس جریان هجومی بار، کاهش توان (Derating) طبق دیتاشیت، روش سوئیچینگ، تلفات هدایتی، دمای پیوند، رفتار جریان نشتی، حفاظت در برابر گذرا و پاسخ به خطا ارزیابی کنید.

بهترین سابقه خرید صرفاً “SSR، ۴۰ آمپر” نیست. بلکه یک نقطه عملیاتی مستند است که بار واقعی، دمای محیط، هیت‌سینک، پروفیل جریان ضربه‌ای، تجهیزات حفاظتی و پاسخ ایمن در صورت اتصال کوتاه خروجی را نشان می‌دهد.

---

مراجع فنی

• استاندارد IEC 62314:2022 – رله‌های حالت جامد (SSR)
• استاندارد IEC 60947-4-2:2020+AMD1:2024 – کنترل‌کننده‌های نیمه‌هادی موتور، راه‌اندازها و سافت‌استارترها
• استاندارد IEC 60947-4-3:2020 – کنترل‌کننده‌ها و کنتاکتورهای نیمه‌هادی AC برای بارهای غیرموتوری