기계식 릴레이에서 반도체 릴레이로의 교체와 사례 소개

기계식 릴레이에서 반도체 릴레이로 교체하기 위해서 고려해야 하는 점, 사례 등에 대해 소개합니다.

지난 포스팅에서는 기계식 릴레이와 반도체 릴레이 선정 방법에 대해 알아보았습니다. 이번 포스팅에서는 기계식 릴레이에서 반도체 릴레이로 교체하기 위해서 고려해야 하는 점, 사례 등에 대해 소개해드리고자 합니다.

기계식 릴레이를 반도체 릴레이로의 교체를 고민하고 계시거나 기계식 릴레이와 비교했을 때 반도체 릴레이의 장점을 알고 싶은 분들에게 도움이 될 것입니다.

파나소닉 인더스트리에서는 기계식 릴레이와 반도체 릴레이(PhotoMOS 릴레이, SSR)를 모두 제품 라인업으로 갖추고 있으며, 각각의 특징이 다릅니다.

이번 포스팅에서 설명하는 교체 대상은 부하 2A 이하를 가정하고 있으며, 2A 이상 제어가 가능한 반도체 릴레이도 별도로 소개할 예정입니다.

1. 반도체 릴레이가 적합한 세 가지 경우

반도체 릴레이의 스위치부는 반도체이기 때문에, 기계적 접점을 가진 기계식 릴레이에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.

이러한 세 가지 특징이 요구되는 환경에 적합하며, 그에 맞는 가치를 제공하는 제품입니다.

반도체 릴레이로 교체가 어느 상황에서나 가능하다고 단정할 수는 없습니다. 기계식 릴레이에는 없는 반도체 릴레이만의 특징이 있기 때문에, 이를 충분히 고려하여 사용하셔야 합니다.

예를 들어, 기계식 릴레이의 경우 부하 전류나 전압이 정격치를 약간 초과하더라도 즉시 파손되지 않는 경우가 많지만, 반도체 릴레이는 일시적으로 정격을 넘기면 바로 손상될 수 있습니다. 따라서, 설계 시 전류와 전압이 여유를 두는 마진을 반드시 고려하셔야 합니다.

또한, 반도체를 스위치 부품으로 사용하는 특성상 미세한 누설 전류가 발생하는 점도 유의해야 합니다.

※ 누설 전류가 낮은 PhotoMOS 릴레이로는 RF시리즈가 있습니다.

기계식 릴레이를 반도체 릴레이로 교체한 회로 사례를 하나 소개하겠습니다. 이 사례는 보안 기기, 인터폰 등의 보조 전원 전환 회로에서의 교체입니다.

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이 회로는 주 전원이 어떤 문제로 인해 정지했을 때, 보조 전원으로 전환하기 위한 회로입니다. 작동이 멈추면 곤란한 보안 장비 등에 자주 사용됩니다. 이 회로에서 사용하는 릴레이는 접점 전환을 통해, 주 전원에서 보조 전원으로 연결을 전환하는 역할을 담당합니다.

이 사례에서 반도체 릴레이로 교체할 경우 얻을 수 있는 장점은 세 가지입니다.

장수명화
접점의 내구성이 향상되어 기기의 고장률이 낮아지고 신뢰성이 높아집니다.
속도 향상
접점의 동작 속도가 빨라지기 때문에 센서 신호 전달이 빠르게 이루어지고 그 결과 주 전원에서 보조 전원으로 전환하는 시간도 단축되어 효율이 높아집니다.
저전력화
릴레이의 소비 전력이 낮아져, 전체 기기의 에너지 효율이 향상됩니다.

시그널 릴레이에서 PhotoMOS 릴레이로의 전환 회로 이미지

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