릴레이 종류와 정의

릴레이란, 전기를 흐르게 하여 스위치를 대신 눌러주는 부품입니다. 릴레이는 스위치의 전환을 원격으로 안전하게, 자동으로 수행할 수 있는 점이 장점입니다.

1. 릴레이란?
2. 릴레이 종류
3. PhotoMOS 릴레이의 특징
4. PhotoMOS 릴레이 활용 예

1. 릴레이란?

릴레이란 간단히 말하자면, 전기를 흐르게 하여 스위치를 대신 눌러주는 부품입니다.
릴레이를 이해하기 위해, 사람이 스위치를 눌러 전구를 점등시키는 경우와 릴레이를 사용해 전구를 점등시키는 경우를 비교하여 설명하겠습니다.

사람이 스위치를 눌러 전구를 점등하는 경우, 손으로 OFF 상태의 스위치를 ON으로 바꾸면서 전류가 흐르고 전구가 점등됩니다.

반면에 릴레이는 이 스위치를 대신하며, 릴레이 내부의 스위치는 전기가 흐를 때 ON이 됩니다. 릴레이에 전류가 흐르면 OFF 상태였던 스위치가 ON으로 바뀌고, 전류가 흐르며 전구가 켜지는 방식입니다. 이것이 스위치와 릴레이 동작 차이입니다.

다음으로 릴레이가 일반 스위치와 비교했을 때 어떤 점이 좋은지 알아보겠습니다.
릴레이는 스위치의 전환을 원격으로, 안전하게, 자동으로 수행할 수 있는 점이 큰 장점입니다.

먼저 원격으로 조작할 수 있는 점입니다. 스위치를 ON으로 하고 싶을 때 일반 스위치는 직접 눌러야 하지만, 릴레이는 전기를 흐르게 함으로써 원격으로 ON 할 수 있어 직접 눌러야 할 필요가 없습니다.

다음으로 안전성입니다. 기계의 스위치를 눌러야 할 때 그 기계에 누전 등의 문제가 발생하면, 직접 스위치를 누르는 것은 감전의 위험이 있기 때문에 매우 위험합니다. 그러나 릴레이는 사람 대신 스위치를 눌러주기 때문에 안전합니다.

마지막으로 자동화입니다. 릴레이는 전기를 흐르게 하면 자동으로 스위치를 ON으로 할 수 있기 때문에, 릴레이에 전기를 자동으로 흐르게 하는 시스템을 구축함으로써 ON/OFF 전환의 자동화를 이룰 수 있습니다.

2. 릴레이의 종류

릴레이는 크게 기계식 릴레이와 반도체 릴레이 2가지로 분류됩니다.
이번에는 기계식 릴레이와 PhotoMOS 릴레이에 대해 이야기하도록 하겠습니다.

1) 기계식 릴레이

기계식 릴레이는 금속판으로 이루어진 스위치 부분과 이를 작동시키는 제어부로 구성된 제품입니다. 릴레이 내의 스위치를 접점이라고 부릅니다.

릴레이의 제어부에 전기를 흐르게 하면, 제어부에는 전자석에 감긴 코일이 있으며, 이 코일에 전류가 흐릅니다.
전류가 흐르면 전자유도 원리에 따라 릴레이 내에 자력이 발생합니다. 접점은 금속판으로 되어 있어 자력에 의해 끌려가고, 붙어 있는 상태, 즉 전기가 통하는 ON 상태가 됩니다. '기계식 릴레이'라는 이름은 기계적으로 작동하는 접점을 갖춘 릴레이에서 유래되었습니다.

2) 반도체 릴레이 - PhotoMOS 릴레이

반도체 릴레이 중 PhotoMOS 릴레이에 대해 설명하겠습니다. 이름에서 알 수 있듯이, PhotoMOS 릴레이에는 반도체가 사용됩니다.

절연체에 가까운 성능일 때 : 저항이 높음 → 전류가 흐르지 않음
도체에 가까운 성능일 때 : 저항이 낮음 → 전류가 잘 흐름

먼저 반도체에 대해 간단히 설명하겠습니다. 반도체는 절연체와 도체(금속) 양쪽의 특징을 모두 가진 재료입니다. 절연체는 전기를 통하지 않는 성질을, 도체는 전기를 통하는 성질을 가지고 있습니다. 반도체는 전압 등을 가하는 것으로 절연체나 도체로 변화합니다.

PhotoMOS 릴레이는 기계적으로 동작하는 접점 대신 반도체와 그 반도체를 작동시키기 위한 제어부로 구성되어 있습니다. 절연체와 도체 두 가지 특성을 가진 반도체가 스위치의 ON과 OFF 역할을 수행합니다. 구체적인 동작에 대해 설명하겠습니다.
먼저 PhotoMOS 릴레이의 제어부인 LED에 전류를 흐르게 하면 LED가 발광합니다. 그 LED에서 나온 빛이 PhotoMOS 릴레이 내부에 있는 태양전지 IC라는 빛을 전기로 변환하는 기능을 가진 IC에 도달하여 전기를 발생시킵니다. 그리고 충방전 회로가 그 전기를 사용하여 반도체에 전압을 가합니다. 전압이 가해짐으로써 반도체의 성질이 절연체에서 도체로 변하게 되고, 전기가 흐르기 시작하여 스위치가 ON됩니다. 이것이 PhotoMOS 릴레이의 동작입니다.
반도체 릴레이라는 이름은 반도체 접점을 가진 릴레이에서 유래되었습니다.
PhotoMOS 릴레이는 당사가 제조하는 반도체 릴레이 제품군 중 하나입니다.

3. PhotoMOS 릴레이의 특징

PhotoMOS 릴레이는 기계적 릴레이와 달리 기계적 접점이 없기 때문에, 이로 인해 장수명, 고속 동작, 무소음이라는 특성을 가지고 있습니다.

1) 장수명

PhotoMOS 릴레이는 반도체의 성질 변화에 의해 스위치를 ON하기 때문에, 기계적 릴레이와 달리 스위치를 물리적으로 열고 닫지 않습니다. 접점을 자주 열고 닫게 되면, 그 사이에 먼지가 들어가 접촉 불량 등의 문제를 일으킬 수 있습니다. PhotoMOS 릴레이는 스위치를 물리적으로 열고 닫지 않기 때문에 이러한 문제가 발생할 가능성이 낮아, 기계적 릴레이에 비해 긴 수명을 자랑합니다.

2) 고속 동작

PhotoMOS 릴레이는 접점을 물리적으로 열고 닫을 필요가 없기 때문에, 실제로 개폐를 하는 기계적 릴레이에 비해 동작 속도가 빠릅니다.

3) 무소음

기계적 릴레이는 스위치를 물리적으로 열고 닫기 때문에 접촉 시 소음이 발생하지만, PhotoMOS 릴레이는 물리적 접점이 없기 때문에 개폐 소음이 없습니다.

 4. PhotoMOS 릴레이 활용의 예