Elektrines reles galima suskirstyti į dvi kategorijas, būtent elektromechanines reles ir kietojo kūno reles.
Elektromechaninės relės
Elektromechaninės relės yra įtaisai, kurie yra elektromagnetinio pobūdžio ir paverčia magnetinį srautą, kurį generuoja mažos įvesties nuolatinės arba kintamosios srovės signalas aplink reles, į mechaninę jėgą, kuri naudojama relių elektriniams kontaktams valdyti. Dažniausiai naudojamos elektromechaninės relės turi grandinę; žaizda aplink sugeriančią geležies šerdį; kuri žinoma kaip pirminė grandinė.
Geležinėje šerdyje yra ir fiksuota dalis, vadinama jungu, ir armatūra, kuri yra judama spyruoklinė dalis, kuri uždaro oro tarpą tarp judamosios armatūros ir fiksuotos elektrinės ritės, taigi užbaigia magnetinio lauko grandinę. Armatūra uždaro prie jos pritvirtintus kontaktus ir dėl savo sukimosi arba šarnyrinės padėties gali laisvai judėti tarp generuojamo magnetinio lauko. Spyruoklė arba spyruoklės yra sujungtos tarp armatūros ir jungo, kad generuotų grįžtamąjį eigą, kad būtų atkurtos jungtys į pradinę padėtį, kai relės ritė yra išjungta arba yra išjungta.
Elektromechaninės relės konstrukcija
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta paprasta relė, turinti du elektrai laidžių kontaktų rinkinius. Relės gali būti „Įprastai atidarytos“ arba „Įprastai uždarytos“. Kontaktų pora apibūdinama kaip įprastai atidaryta arba kontaktai, o viena pora apibūdinama kaip paprastai uždaryta arba nutrūksta. Įprastai atviruose kontaktuose kontaktai yra atidaryti, kai nėra įėjimo galios, jie uždaromi tik tada, kai yra lauko srovė, o Normally Closed kontaktuose kontaktai uždaromi, kai nėra įėjimo galios, jie atidaromi tik tada, kai yra lauko srovė. Šie terminai pagal numatytuosius nustatymus naudojami išjungtoms grandinėms, kurios yra išjungtos.
Relių kontaktai yra elektrai laidus metalo gabalai, susisiekę vienas su kitu užbaigia grandinę ir praleidžia srovę per grandinę kaip ir jungikliai. Atviroje būsenoje jie turi labai didelį pasipriešinimą megaomais ir veikia kaip atvira grandinė, o uždaroje būsenoje jie veikia kaip uždaras jungiklis ir idealiu atveju jie turėtų turėti nulinę varžą, tačiau visada yra tam tikras kontaktinis pasipriešinimas. kuris vadinamas „ON pasipriešinimu“.
Nauji kontaktai ir relės turi labai mažą ON varžą, nes jų antgaliai yra tvarkingi ir nauji, tačiau laikui bėgant ši varža didės. Pastebimas kontaktų išlenkimo efektas, kuris vadinamas kontaktų galiukų pažeidimu, jei jie nėra tinkamai apsaugoti nuo didelių talpinių ir indukcinių apkrovų. Kadangi srovė tekės per kontaktus, kai jie yra prijungti, o išlenkimo efektas, jei nekontroliuojamas, vis didės, todėl varža bus didelė, o tai galiausiai lemia, kad kontaktai plyšta ir nelaidžiai net tada, kai jie yra uždari.
Siekiant sumažinti lanko poveikį ir didelį atsparumą įjungimui laiduose bei pailginti jų eksploatavimo trukmę, modernūs laidumo antgaliai gaminami iš skirtingų sidabro lydinių arba padengiami jais. Kai kurie iš jų yra Ag (smulkus sidabras), AgCu (sidabro varis), AgCdO (sidabro kadmio oksidas), AgW (sidabro volframas), AgNi (sidabro nikelis), platina, auksas ir sidabro lydiniai bei AgPd (sidabro paladis).
Ilgą relės kontaktų tarnavimo laiką galima pasiekti naudojant filtravimo techniką, kuri atliekama lygiagrečiai su relės kontaktų antgaliais pridedant rezistorių kondensatorių tinklą, žinomą kaip Snubber Circuit. Ši RC grandinė trumpam sujungs aukštą įtampą, o tai galiausiai nuslopins bet kokį lanko efektą.
Elektromechaninių relių klasifikacija pagal kontaktų tipus
Kadangi NO ir NC apibūdina kontaktų prijungimą, jie taip pat gali būti klasifikuojami pagal jų veiksmus. Jie gali būti pagaminti sujungiant vieną ar daugiau jungiklio kontaktų, dar vadinamų poliais, kurie gali būti toliau jungiami įjungiant relės rites, todėl susidaro keturi skirtingi kontaktų tipai:
| Tipas | apibūdinimas | Taikymas |
| Vieno stulpo metimas (SPST) | Jis turi vieną polių ir vieną išėjimą. Jis bus arba uždarytas, arba visiškai atjungtas, tarp jų nėra. | Jie puikiai tinka įjungti ir išjungti. |
| Vieno ašigalio dvigubas metimas (SPDT) | Jis turi vieną įvestį ir du skirtingus išėjimus. Jis gali valdyti dvi skirtingas grandines per vieną įvestį. | Jie naudojami valdymo grandinėse ir PLC sistemos išėjimo jungikliuose. |
| Dvigubas stulpas vienu metimu (DPST) | Jis turi du įėjimus ir du išėjimus. Kiekvienas jo gnybtas gali būti išjungtoje padėtyje (atidarytas) arba įjungtoje padėtyje (uždarytas). | Jie naudojami kaip termostatai elektrinio šildymo apkrovoms valdyti. |
| Dvigubas stulpas, dvigubas metimas (DPDT) | Jis turi du įėjimus ir keturis išėjimus. Kiekvienas iš įėjimų atitinka du išėjimus.jis vienu metu gali valdyti dvi skirtingas grandines. | Jie naudojami maitinimo šaltinio parinkimui ir apšvietimo valdymui ir kt. |
Kietojo kūno relės
Kietojo kūno relės neturi judančių dalių, tačiau jos naudoja optines ir elektrines kietojo kūno puslaidininkių charakteristikas, kad sukurtų izoliaciją ir atliktų perjungimo funkcijas. Kadangi jie neturi judančių dalių, skirtingai nei elektromechaninėse relėse, komponentai nesusidėvi. Jie taip pat užtikrina visišką išėjimo ir įvesties kontaktų izoliaciją, turi labai didelę varžą atviroje būsenoje ir labai mažą laidumo būsenoje. Savo funkcionalumu jos panašios į elektromechanines reles, nes atlieka ir perjungimo operacijas. Jie yra suderinami su daugeliu IC loginių šeimų nenaudojant papildomų stiprintuvų, tvarkyklių ar buferinių grandinių dėl mažo įvesties valdymo galios poreikio. Tačiau, kad būtų išvengta perkaitimo, jie turi būti tinkamai sumontuoti ant šilumos kriauklių.
Kietojo kūno relė
Kintamosios srovės sinusoidinės bangos formos nuliniame kirtimo taške kintamosios srovės tipo kietojo kūno relė įsijungia „ON“ ir apsaugo nuo didelių įeinančių srovių. Perjungiant dideles talpines ir indukcines apkrovas, RC Snubber grandinė naudojama siekiant pašalinti triukšmo ir įtampos trumpalaikius šuolius. Kadangi išvesties perjungimo įtaisas yra kietojo kūno puslaidininkinė relė, išėjimo įtampos kritimas yra labai didelis, todėl reikia šilumos odos, kad būtų išvengta grandinės perkaitimo ir pažeidimų.
Įvesties/išvesties sąsajos moduliai
Įvesties/išvesties sąsajos moduliai yra specialios konstrukcijos kietojo kūno puslaidininkinės relės, skirtos prijungti mikrovaldiklius, kompiuterius ir PIC prie realaus pasaulio jungiklių ir apkrovų. Yra keturi pagrindiniai įvesties / išvesties modulių tipai, CMOS loginio lygio išvestis arba kintamosios srovės / nuolatinės srovės įvesties įtampa į TTL, CMOS loginė įvestis į kintamosios srovės arba nuolatinės srovės išvesties įtampą ir TTL. Šiuose moduliuose yra visos privalomos grandinės, užtikrinančios izoliaciją ir visą sąsają viename mažame įrenginyje. Jie pasiekiami kaip atskiri kietojo kūno moduliai arba yra integruoti į 4, 8 arba 16 kanalų įrenginius.
Elektromechaninių ir kietųjų puslaidininkinių relių palyginimo lentelė
Elektromechaninės relės perjungimui naudoja mechaninius kontaktus ir turi judančias dalis, o kietojo kūno puslaidininkinės relės perjungimui naudoja puslaidininkinius įtaisus ir neturi judančių dalių.
| Elektromechaninės relės | Kietojo kūno puslaidininkinės relės |
| Perjungimui atlikti naudojami magnetiniai laukai, ritės, spyruoklės ir mechaniniai kontaktai. | Jie nenaudoja judančių dalių, o naudoja optines ir elektrines kietojo kūno puslaidininkių savybes. |
| Dėl judančių dalių jos pažeidžiamos sudedamosios dalys. | Jie nėra susidėvėję komponentų. |
| Jie turi ribotą kontaktų gyvavimo ciklą ir užima didelį kambarį. Be to, jie turi lėtą perjungimo greitį. | Tokių didesnės erdvės ir lėto greičio apribojimų nėra. |
| Įtampa su maža įvestimi gali būti naudojama valdyti didelę išėjimo įtampą. | Įtampa su maža įvestimi gali būti naudojama valdyti didelę išėjimo įtampą. |
| Jie yra ekonomiški. | Jie brangūs. |
| Jie gali perjungti mažas įtampos apkrovas ir aukšto dažnio signalus, tokius kaip garso ir vaizdo signalai. | Jie negali perjungti aukšto dažnio ir mažos įtampos signalų, tokių kaip vaizdo ir garso signalai. |
| Jie dažniausiai naudojami automobiliuose ir buitiniuose elektroniniuose prietaisuose ir kt. | Jie dažniausiai naudojami perjungiant kintamosios srovės apkrovas, pvz., šviesos pritemdymą, variklio greičio valdymą ir kt. |
Išvada
Elektrinė relė yra jungiklis, kuris išoriniu elektros signalu įjungia ir išjungia elektros grandinę. Jie gali valdyti didelę elektros srovę per mažos galios signalą, kuris taip pat klasifikuojamas kaip keitikliai, nes gali pakeisti vieną fizinį dydį į kitą. Elektromechaninės relės perjungimui naudoja magnetinius laukus, rites, spyruokles ir mechaninius kontaktus. Dėl judančių dalių jos pažeidžiamos sudedamosios dalys.
Jie turi ribotą kontaktų gyvavimo ciklą ir užima daug vietos, taip pat turi lėtą perjungimo greitį, o kietojo kūno puslaidininkių relės nenaudoja judančių dalių, o naudojamos kietojo kūno puslaidininkių elektrinės ir optinės savybės. Jie nesusidėvi, tačiau yra brangūs.