Solid State Relay

Solid state relay adalah sebuah saklar elektronik yang tidak memiliki bagian yang bergerak. Contohnya foto-coupled SSR, transformer-coupled SSR, dan hybrida SSR.

Solid state relay ini dibangun dengan isolator sebuah MOC untuk memisahkan bagian input dan bagian saklar. Dengan Solid state relay kita dapat menghindari terjadinya percikan api seperti yang terjadi pada relay konvensional juga dapat menghindari terjadinya sambungan tidak sempurna karena kontaktor keropos seperti pada relay konvensional.

JENIS-JENIS SSR

1. Reed-Relay-Coupled SSR's di mana sinyal kontrol diterapkan (secara langsung, atau melalui Preamplifier) ke kumparan relay yang buluh. Penutupan buluh lalu mengaktifkan sirkuit yang tepat dengan saklar memicu thyristor. Jelas, input-output isolasi dicapai adalah bahwa dari buluh relay, yang biasanya sangat baik.

2. Transformer-Coupled SSR's di mana  sinyal kontrol diterapkan (melalui DC-AC converter, jika sudah DC, atau secara langsung, jika itu AC) ke domain utama trafo berdaya rendah, dan sekunder  yang dihasilkan dari eksitasi primer yang digunakan (dengan atau tanpa rektifikasi, amplifikasi, atau lainnya modifikasi) untuk memicu thyristor saklar. Dalam jenis ini, tingkat isolasi input-output tergantung pada desain transformator.

3. Opto-coupler SSR's di mana sinyal kontrol diterapkan pada sebuah sumber cahaya atau inframerah  (biasanya, sebuah dioda pemancar cahaya atau LED), dan dari sumber yang terdeteksi dalam foto - sensitive semi-conductor (misalnya, sebuah dioda fotosensitif, sebuah foto-sensitif transistor, atau foto-sensitif thyristor). Output dari foto-perangkat sensitif kemudian digunakan untuk  memicu (gerbang) yang TRIAC atau SCR itu aktifkan arus beban. Jelas, satu-satunya yang signifikan "coupling path" antara input dan output adalah cahaya atau sinar infra - radiasi merah, dan isolasi listrik yang sangat baik. “optically coupled” or SSR yang juga disebut sebagai "optikal yang digabungkan" atau Foto terisolasi.

KARAKTERISTIK INPUT

Dielektrik kekuatan,
Dinilai dalam hal minimum tegangan rusaknya dari rangkaian kontrol baik kepada  SSR kasus dan output (beban) rangkaian. Tipikal rating adalah 1500 volt ac (RMS), baik untuk kontrol output.

Insulation Resistance,
Dari rangkaian kontrol untuk kedua  kasus dan output rangkaian. Rentang pemberian peringkat Khas  dari 10 megohms menjadi 100.000 megohms untuk transformator dan desain hibrida. Untuk optik terisolasi SSR, tipikal kisaran resistensi isolasi dari 1000 megohms sampai 1 juta megohms.

Stray Kapasitansi
Dari rangkaian kontrol untuk kedua kasus  dan output rangkaian. Kapasitansi ke kasus jarang signifikan, tetapi kapasitansi ke rangkaian output mungkin control pasangan ac dan transien kembali ke kontrol sensitif  sirkuit, dan bahkan lebih jauh lagi, ke-sinyal kontrol sumber. Untungnya, di SSR dirancang dengan baik itu, ini kapasitansi jarang cukup besar untuk menyebabkan interaksi. Kapasitansi tipikal berkisar dari 1 sampai 10 picofarad. Kecepatan respon dari SSR untuk penerapan  kontrol tegangan akan dijelaskan nanti pada bagian ini. 

CARA KERJA
            
  Pada solid-state relay, switching unitnya menggunakan TRIAC sehingga solid-state relay ini dapat menghasilkan arus baik positif maupun negatif. Untuk mengontrol triac ini digunakan SCR yang mempunyai karakterisitik gate yang sensitif. Kemudian untuk mengatur trigger pada SCR sendiri diatur dengan menggunakan rangkaian transistror. Rangkaian transistor ini menjadi penguat level tegangan dari optocoupler. Penggunaan SCR untuk mengatur gate TRIAC karena gate SCR mempunyai karakteristik yang lebih sensitif daripada gate TRIAC. Antara bagian input dan output dipisahkan dengan menggunakan optocoupler dan dengan sinyal yang kecil, cukup untuk menyalakan dioda saja, maka cukup untuk menggerakkan sebuah beban AC yang besar melalui solid-stare relay. 

Keuntungan solid-state relay

1. Pada solid-state relay tidak teedapat bagian yang bergerak seperti halnya pada relay.  Relay mempunyai sebuah bagian yang bergerak yang disebut kontaktor dan bagian ini tidak ada pada solid-state relay.  Sehingga tidak mungkin terjadi ‘no contact’ karena kontaktor tertutup debu bahkan karat.

2.    Tidak terdapat ‘bounce’, karena tidak terdapat kontaktor yang bergerak paka pada solid-state relay tidak terjadi peristiwa ‘bounce’ yaitu peristiwa terjadinya pantulan kontaktor pada saat terjadi perpindahan keadaan.  Dengan kata lain dengan tidak adanya bounce maka tidak terjadi percikan bunga api pada saat kontaktor berubah keadaan.

3.    Proses perpindahan dari kondisi ‘off’ ke kondisi ‘on’ atau sebaliknya sangat cepat hanya membutuhkan waktu sekitar 10us sehingga solid-state relay dapat dengan mudah dioperasikan bersama-sama dengan zero-crossing detektor.  Dengan kata lain opersai kerja solid-state relay dapat disinkronkan dengan kondisi zero crossing detektor.

4.     Solid-State relay kebal terhadap getaran dan goncangan.  Tidak seperti relay mekanik biasa yang kontaktornya dapat dengan mudah berubah bila terkena goncangan/getaran yang cukup kuat pada body relay tersebut. 

Kerugian Solid-State Relay

1.     Resistansi Tegangan transien.  Tegangan yang diatur/dikontrol oleh solid-state relay benar-benar tidak bersih.  Dengan kata lain tidak murni tegangannya berupa sinyal sinus dengan tegangan peak to peak 380 vpp tetapi terdapat spike-spike yang dihasilkan oleh induksi motor atau peralatan listrik lainnya.  Spike ini level tegangannya bervariasi jika terlalu besar maka dapat merusakkan solid-state relay tersebut.  Selain itu sumber-sumber spike yang lain adalah sambaran petir, imbas dari selenoid valve dan lain sebagainya.

2.     Tegangan drop.  Karena solid-state relay dibangun dari bahan silikon maka terdapat tegangan jatuh antara tegangan input dan tegangan output.  Tegangan jatuh tersebut kira-kira sebesar 1 volt.  Tegangan jatuh ini menyebabkan adanya dissipasi daya yang besarnya tergantung dari besarnya arus yang lewat pada solid-state relay ini.

3. Arus bocor-‘Leakage current’.  Pada saat solid-state relay ini dalam keadaan off atau keadaan open maka dalam kondisi yang idel seharusnya tidak ada arus yang mengalir  melewati solid-state relay tetapi tidak demikian pada komponen yang sebenarnya.  Besarnya arus bocor cukup besar untuk jika dibandingkan arus pada level TTL yaitu sekitar 10mA rms.

4.      Sukar dimplementasikan pada aplikasi multi fasa.

5.      Lebih mudah rusak jika terkena radiasi nuklir.
 

Jika Merasa Artikel ini Bermanfaat, Mohon Tinggalkan Komentar Di bawah. Terima Kasih
.