ما هو مرحل الحالة الصلبة (SSR)

ما هو مرحل الحالة الصلبة (SSR)

مرحل الحالة الصلبة (المعروف أيضًا باسم SSR أو SS Relay أو SSR relay أو SSR switch) هو جهاز تحويل إلكتروني متكامل بدون اتصال يتم تجميعه بشكل مضغوط من دائرة متكاملة (IC) ومكونات منفصلة . اعتمادًا على خصائص تبديل المكونات الإلكترونية (مثل تبديل الترانزستورات والثايرستور ثنائي الاتجاه ومكونات أشباه الموصلات الأخرى) ، فإن SSRs قادرة على تبديل حالة "ON" و "OFF" للحمل بسرعة كبيرة عبر الدائرة الإلكترونية ، تماما مثل وظيفة المرحلات الميكانيكية التقليدية. بالمقارنة مع تتابع " الاتصال باللفائف " السابق، وهو التتابع الكهروميكانيكية（EMR) ، لا يوجد جزء ميكانيكي متنقل داخل SSR ، ولا يوجد أيضًا أي إجراء ميكانيكي أثناء عملية التبديل SSR. لذلك ، يسمى ترحيل الحالة الصلبة أيضًا " مفتاح عدم الاتصال ".

الخصائص الهيكلية لمفتاح SSR تجعله أفضل من EMR. المزايا الرئيسية لمرحلات الحالة الصلبة هي كما يلي:

● يعمل مكون أشباه الموصلات كمفتاح للتبديل ، وهو صغير الحجم (حجم صغير) وعمر افتراضي طويل (عمر طويل).

● توافق الكهرومغناطيسي أفضل من EMR - مناعة للتداخل الترددات الراديوية (RFI) والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) ، والتداخل الكهرومغناطيسي المنخفض ، وانخفاض الإشعاع الكهرومغناطيسي .

● لا توجد أجزاء متحركة ، لا تآكل ميكانيكي ، لا ضوضاء عمل ، لا عطل ميكانيكي ، وموثوقية عالية.

● لا شرارة ، لا قوس ، لا تحترق ، لا ترتد ملامسة ، ولا تلبس بين جهات الاتصال .

● مع وظيفة "توصيل الجهد صفر ، صفر إيقاف التشغيل الحالي" ، من السهل تحقيق التبديل "الجهد صفر".

● سرعة التبديل السريع ( سرعة تبديل SSR أعلى 100 مرة من EMR العامة) ، وتيرة التشغيل عالية.

● إشارات التحكم بمستوى كهربائي منخفض الحساسية (SSR يمكن أن تدفع مباشرة أحمال التيار الكبيرة من خلال إشارات التحكم الحالية الصغيرة) ، متوافقة مع الدوائر المنطقية ( دوائر TTL ، CMOS ، DTL ، HTL) ، سهلة لتنفيذ وظائف متعددة.

● يتم تعبئتها بشكل عام بواسطة مواد عازلة ، مع مقاومة جيدة للرطوبة ، مقاومة للعفن ، مقاومة للتآكل ، مقاومة للاهتزاز ، مقاومة صدمة ميكانيكية وأداء مقاوم للانفجار .

انقر هنا لمعرفة المزيد من المعلومات حول مقارنة SSR و EMR. 

علاوة على ذلك ، فإن وظيفة التضخيم والقيادة في مرحل الحالة الصلبة مناسبة جدًا لقيادة المحرك عالي الطاقة ، وهو أكثر موثوقية من المرحلات الكهرومغناطيسية (EMR). تتطلب مفاتيح التحكم في مرحلات الحالة الصلبة طاقة منخفضة جدًا ، لذلك يمكن استخدام التيارات ذات التحكم المنخفض للتحكم في التيارات ذات الأحمال العالية. ويستخدم مرحل الحالة الصلبة تقنية عزل إلكترونية وناعمة وموثوقة بين أطراف الإدخال والإخراج. تتيح هذه التقنية إشارة الخرج الخاصة بجهاز الطاقة المنخفضةأن تكون مرتبطة مباشرة إلى محطات مراقبة المدخلات من تتابع الحالة الصلبة ، للسيطرة على جهاز عالية الطاقة في محطة الإخراج من تتابع الحالة الصلبة دون الحاجة إلى دوائر حماية إضافية لحماية الجهاز الحالي ضعيف ، لأن "تحكم صغير الجهاز الحالي "(متصلاً بمحطة إدخال SSR) و" إمدادات طاقة التحكم الكبيرة "(المتصلة بمحطة إخراج SSR) تم عزلها كهربائيًا. إلى جانب ذلك ، تستخدم مرحلات الحالة الصلبة AC تقنية " كاشف عبور الصفر " لتطبيق SS-SSR بأمان على واجهة إخراج الكمبيوتر دون التسبب في سلسلة من التداخلات أو حتى أعطال خطيرة على الكمبيوتر. وهذه الميزات لا يمكن تنفيذها بواسطة EMR.

نظرًا للخصائص المتأصلة في مرحلات الحالة الصلبة والمزايا المذكورة أعلاه ، فقد تم استخدام SSR على نطاق واسع في مختلف المجالات منذ ظهوره في عام 1974 ، واستعيض تمامًا عن المرحلات الكهرمغنطيسية في العديد من المجالات حيث لا يمكن تطبيق المرحلات الكهرمغنطيسية. خاصة في مجال نظام التحكم الآلي بالكمبيوتر ، لأن مرحل الحالة الصلبة يتطلب طاقة محرك منخفضة جدًا ومتوافق مع الدائرة المنطقية ، ويمكنه أيضًا قيادة دائرة الإخراج مباشرة دون الحاجة إلى مخزن مؤقت رقمي إضافي .

في الوقت الحاضر، ناقلات الحالة الصلبة أداء جيدا في الجيش ، الكيميائية ، وأجهزة التحكم الأتمتة الصناعية، الجوال الكهربائية ، الاتصالات السلكية واللاسلكية ، أجهزة التحكم الإلكترونية المدنية، فضلا عن التطبيقات الأمنية والأجهزة، مثل نظام التدفئة الفرن الكهربائي ، جهاز الكمبيوتر آلة التحكم العددي (آلة CNC )، ماكينات التحكم عن بعد ، صمام الملف اللولبي ، المعدات الطبية ، نظام التحكم في الإضاءة (مثلإشارة المرور ، ماض ، نظام التحكم في الإضاءة المرحلة )، الأجهزة المنزلية(مثل غسالة ، فرن كهربائي ، فرن ، ثلاجة ، مكيف الهواء )، والمعدات المكتبية (مثل تصوير المستندات ، الطابعات ، أجهزة الفاكس و الطابعات متعددة الوظائف )، أنظمة السلامة من الحريق ، السيارة الكهربائية فرض النظام وهلم جرا. بشكل عام ، يمكن استخدام مرحلات الحالة الصلبة في أي تطبيق يتطلب ثباتًا عاليًا (العزل البصري ، المناعة العالية) ، الأداء العالي (سرعة التحويل العالية ، تيار الحمل العالي) ، وصغر حجم الحزمة.

بالطبع ، تحتوي مرحلات الحالة الصلبة أيضًا على بعض العيوب ، بما في ذلك: انخفاض الجهد الموجود على الحالة الحالية وتيار تسربالإخراج ، والحاجة إلى تدابير لتبديد الحرارة ، وتكلفة شراء أعلى من مرحلتي EMR و DC وترحيل التيار المتردد ليست عالمية ، وحالة تحكم واحدة ، وعدد صغير مجموعات الاتصال ، وضعف القدرة الزائد . في حين أن بعض مرحلات الحالة الصلبة المخصصة يمكن أن تحل بعض المشكلات المذكورة أعلاه ، إلا أن هذه العيوب تحتاج إلى النظر فيها وتحسينها عند تصميم الدوائر وتطبيق محركات SSR لتعظيم فوائد مرحلات الحالة الصلبة.