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    2 분

    릴레이 선정 방법(기계식 릴레이, 반도체 릴레이)

     

    기계식 릴레이(유접점)과 반도체 릴레이(무접점)에는 여러가지 장단점이 있습니다. 이번 포스팅에서는 각 릴레이의 특징과 포인트를 설명합니다. 이러한 내용을 참고하여 적절한 릴레이를 선정할 수 있습니다.

     

     

    •  기계식 릴레이와 반도체 릴레이 특징

    [기계식 릴레이]

    ■ 장점 ■ 단점

    ① 고절연・고내압 
    ② 서지・노이즈에 강함 
    ③ 개로 시 누설 전류가 없음 
    ④ 접점 구성이 풍부함 
    ⑤ AC 전원 구동 타입도 있음 
    ⑥ ON 저항이 거의 없음

    		 ① 접점 불량 가능성이 있음 
    ② 채터링・바운스가 있음 
    ③ 동작음이 있음 
    ④ 접점 아크가 발생함 
    ⑤ 수명이 있음(수 십만 회~수 천만 회)

    [반도체 릴레이]

    ■ 장점 ■ 단점

    ① 긴 수명 
    ② 고속・고빈도 개폐가 가능 
    ③ 감도가 높음(저비용 전력)
    ④  미세 신호 개폐 가능
    ⑤ 소형
    ⑥ 접점 트러블이 없음(접촉 신뢰성이 높음)
    ⑦ 진동 및 충격에 강함
    ⑧ 설치 방향의 제한이 없음

    		 ① 정격 값을 순간적으로 초과하면 파괴됨 
    ② 주변 온도의 영향이 큼
    ③ 누설 전류가 있음
    ④ 대부분의 품번, 구동 전원이 DC만 가능
    ⑤ ON 저항이 있음

     

     

    • 선정 포인트

    선정 시 중요한 포인트는 전압 및 전류 정격, 개폐 수명, 출력 측 OFF 상태, 입력 소비 전력, 동작 시간, 구동 전원, 크기 등이 있습니다.

     

    1. 전압 · 전류 정격의 고려 사항

    기계식 릴레이의 경우 부하 전압이나 부하 전류가 정격 값을 다소 초과하더라도 즉시 파괴되는 경우는 드물지만, 반도체는 순간적으로 정격을 초과하면 파괴에 이르게 됩니다. 따라서 돌입 전류가 있는 부하나 서지를 발생시키는 부하의 경우, 기계식 릴레이는 어느 정도 견딜 수 있는 반면, 반도체 릴레이는 파괴에 이르게 되므로 주의가 필요합니다.

     

    2. 개폐 수명

    기계식 릴레이는 접점의 소모가 있기 때문에 일정한 개폐 수명이 있습니다. 반면에 반도체 릴레이는 기계적인 접점이 없기 때문에 긴 수명을 가집니다. 이 때문에 개폐 횟수가 많은 용도에서 사용하거나 유지보수 빈도를 줄이고 싶을 경우 반도체 릴레이가 더 유리합니다.

     

    3. 출력 측 OFF 상태

    (1) 출력 측 내전압
    기계식 릴레이는 릴레이의 접점 간이 공간에 의해 완전히 열려 절연됩니다. 반면, 반도체 릴레이는 공간에 의한 오픈이 아니기 때문에 기계식 릴레이와 비교하여 낮은 전압의 애플리케이션에 적합합니다. 아래의 표 1은 그 한 예입니다.

    [표 1. 출력 측 내전압 사양]

    종류
    상품명
    정격 부하 전압
    출력 측 내전압
    기계식 릴레이
    PA 릴레이
    AC 250V
    AC 1000V 1분간
    기계식 릴레이
    HE 릴레이
    AC 277V
    AC 2000V 1분간
    반도체 (PhotoMOS 릴레이)
    AQZ264
    400V (AC피크)
    400V (피크 값)
    반도체 (SSR)
    AQ-H
    AC 200V
    600V (피크 값)

     

    (2) 출력 측 누설 전류

    기계식 릴레이의 경우 누설 전류는 거의 없지만, 반도체 릴레이의 경우 누설 전류가 흐릅니다. 표 2 및 그림 1은 반도체 릴레이의 누설 전류의 한 예입니다. 실제 값은 nA 이하인 경우도 있으며, 선별 대응도 가능합니다.

    [표 2. 출력 측 누설 전류]

    종류
    상품명
    출력 측 누설 전류
    반도체 (PhotoMOS 릴레이)
    AQZ 264
    10 µA 이하
    반도체 (PhotoMOS 릴레이)
    AQV252G
    1 µA 이하
    반도체 (SSR)
    AQ-G
    1.5 mA 이하

    [그림 1. 누설 전류(PhotoMOS 릴레이) ] 

    누설전류

     

    4. ON 저항

    기계식 릴레이의 경우 ON 저항은 거의 없지만, 반도체 릴레이의 경우 품번에 따라 ON 저항 및 ON 시 전압 강하가 있습니다. 표 3은 반도체 릴레이의 ON 저항의 한 예입니다

    [표 3. ON 저항, ON 시 전압 강하]

    종류
    상품, 상품명
    정격 부하 전압
    ON 저항
    ON 시 전압 강하
    반도체
    (PhotoMOS 릴레이)
    AQV252G
    60V (AC 피크)
    0.12 Ω 이하
    -
    AQZ264
    400V (AC 피크)
    1.4 Ω 이하
    -
    AQV258
    1500V (AC 피크)
    500 Ω 이하
    -
    반도체 (SSR)
    AQ-G
    AC 200V
    -
    1.6V 이하

     

    5. 입력 소비 전력

    PhotoMOS 릴레이의 경우 작동에 필요한 입력 전류가 표준으로 5mA (고감도 HS 타입은 2mA)이며, SSR에서도 권장 값은 20mA 입니다. LED 전압 강하가 1.5V이므로, 입력 소비 전력은 PhotoMOS 릴레이에서 10mW 이하, SSR에서도 수 10 mW로 낮은 소비 전력 입니다. 한편, 기계식 릴레이의 경우 입력 소비 전력이 신호 릴레이에서도 100mW 이상이 표준입니다.

     

    6. 동작 시간

    반도체 릴레이의 동작 시간은 표준으로 typ1ms 이하이며, typ0.01ms (RF VSSOP 타입)와 같은 고속 제품도 있습니다. 기계식 릴레이에서 발생하는 바운스도 없습니다. 한편, 기계식 릴레이는 신호 릴레이에서도 수 ms가 소요됩니다.

     

    7. 구동 전원

    기계식 릴레이의 경우 DC 코일 규격과 AC 코일 규격이 있으며, 반도체 릴레이는 대다수의 품번이 DC 전원에 의해 구동됩니다.

     

    8. 접점 구성

    반도체 릴레이는 1a 구조가 기본입니다 (b 접점도 있음). 이에 비해 기계식 릴레이는 다양한 접점 구성 중에서 제품을 선택할 수 있습니다.

     

    9. 크기

    PhotoMOS 릴레이에는 크기 3.5mm² (1.8mm × 1.95mm)의 본체 바닥 면적을 가진 제품도 있어 소형화가 특징입니다. 한편, 기계식 릴레이는 소형 신호 릴레이라도 60mm²의 크기를 가집니다.

     

    이번 포스팅에서는 기계식 릴레이와 반도체 릴레이 중 어느 것을 선택해야 하는지에 대해 설명했습니다. 릴레이를 선택할 때 참고하시기 바랍니다.

     

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