-
7 สิ่งสำคัญต้องรู้ ถ้าคุณกำลังใช้งาน Solid State Relay (SSR)
อย่างที่หลายๆ ท่านทราบดีว่า อุปกรณ์โซลิดสเตตรีเลย์(Solid-State Relay) หรือที่เราเรียกย่อๆว่า SSR นั้นจะถูกนำมาใช้งานในลักษณะคล้ายกับอุปกรณ์รีเลย์(Relay) กล่าวคือ เป็นสวิตซ์ตัวหนึ่งที่มีหน้าที่เปิด-ปิดวงจรต่างกันตรงที่ เราจะนิยมใช้โซลิดสเตตรีเลย์กับงานที่ต้องการความรวดเร็วในการสลับเปิด-ปิดวงจร (Switching) และไม่ต้องการให้มีการเคลื่อนที่ของหน้าสัมผัส(Contact) เนื่องจากเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ซึ่งถ้าหากใช้รีเลย์ชนิดหน้าสัมผัสแทน ก็อาจทำให้เกิดการสปาร์ค (Spark) ของกระแสไฟที่หน้าสัมผัสส่งผลให้อายุการใช้งานของรีเลย์สั้นลง
การใช้งานโซลิดสเตตรีเลย์หรือ SSR ตามหลักความจริงแล้วควรจะใช้ร่วมกับอุปกรณ์ป้องกัน เช่น ฟิวส์ที่ผลิตจากสารกึ่งตัวนำ และใส่ที่วงจรเอาท์พุต(Output) ของ SSR เพื่อป้องกันความเสียหายจากการเกิดไฟฟ้าลัดวงจร นอกจากนี้การป้องกันการเกิดความเสียหายที่อาจเกิดกับภาคอินพุต(Input) ก็เป็นสิ่งสำคัญไม่แพ้กัน การป้อนปริมาณไฟฟ้าที่ถูกขนาดและถูกขั้วก็นับเป็นการป้องกันการเกิดความเสียหายที่ภาค Input จากรายละเอียดต่างๆ ที่เราควรคำนึงถึงได้แก่….
1.) Noise Surge ของเอาท์พุต AC
อุปกรณ์ SSR จะมีวงจร C/R Snubber มีหน้าที่ลดการกระชาก(Surge) ของแรงดันไฟ แต่ถ้าแรงดัน Surge มีขนาดใหญ่มากๆ วงจร C/R Snubber จะไม่สามารถรองรับได้และแรงดัน Transient หรือแรงดันไฟฟ้าที่สูงชั่วขณะในช่วงเวลาสั้นๆ อาจสูงเกินกว่าที่โซลิดสเตตรีเลย์(SSR) จะรับได้และทำให้อุปกรณ์ SSR เกิดความเสียหายได้
แต่สำหรับอุปกรณ์โซลิดสเตตรีเลย์(Solid State Relay) รุ่นที่ไม่มีวงจรลดการกระชากแรงดันไฟ หากนำไปใช้กับโหลด Inductive ต้องให้แน่ใจว่าได้ต่อวงจรลด Surge เพิ่มเข้ากับวงจรเอาท์พุต ดังตัวอย่างข้างล่างนี้ที่ใช้ตัว Varistor ต่อที่ตำแหน่ง A กรณีที่ SSR ไม่มีวงจรลด Surge ในตัวและต่อตำแหน่ง B กรณีมีวงจรลด Surge ในตัว
2.) Noise Surge ของเอาท์พุต DC
หากเราใช้งานโหลดชนิด Inductive เช่น Solenoid Value แนะนำว่าควรต่อไดโอดคล่อมที่โหลดดังตัวอย่างภาพแสดงการต่อวงจรด้านล่าง เพื่อป้องกัน Counter-electromotive force (CEF) ถ้า CEF เกินกว่าค่า withstand voltage ของ SSR ก็จะทำให้ SSR เกิดความเสียหายที่เอาท์พุตได้
3.) การเลือก SSR ให้เหมาะสมกับโหลด
4.) โหลดฮีตเตอร์
สำหรับโหลดฮีตเตอร์จะไม่มี Inrush Current ดังนั้นถ้าเราใช้อุปกรณ์ SSR ที่มี Zero cross function ก็จะช่วยลดปัญหาการเกิด noise ได้
แต่ถ้าโหลดชนิดนี้เป็นฮีตเตอร์ที่ทำจากโลหะหรือเซรามิคซึ่งมีความต้านทานต่ำเมื่ออุณหภูมิต่ำ ก็อาจเป็นเหตุให้เกิดกระแสเกินพิกัดและส่งผลให้ SSR เสียหายได้ ดังนั้นจึงควรเลือกเป็นอุปกรณ์ SSR ชนิด Constant Current จะดีกว่า
5.) โหลดหลอดไฟ
หลอดไฟจะมี Inrush Current จำนวนมหาศาลไหลผ่าน ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์ SSR จึงควรเลือกที่สามารถรับค่า Peak ของ Inrush Current ที่สูงกว่าหนึ่งเท่าตัวของ Inrush Current ของโหลด
6.) โหลดมอเตอร์
กรณีของโหลดมอเตอร์ เมื่อมอเตอร์เริ่มทำงานจะมี Inrush Current เกิดขึ้นประมาณ 5-10 เท่าของกระแสพิกัดและคงอยู่เป็นเวลานาน ดังนั้นการเลือก SSR เราจึงต้องแน่ใจก่อนว่า Inrush Current ของโหลดมีค่าเป็นครึ่งหนึ่งของความสามารถในการทนต่อ Inrush Current ของอุปกรณ์ SSR
7.) การป้องกันการลัดวงจรและกระแสไฟเกิน
การเกิดกระแสลัดวงจรหรือกระแสเกินพิกัดนั้นทำให้เกิดความเสียหายกับภาค Output ของ SSR เพื่อเป็นการป้องกันความเสียหาย เราจึงควรต่อ Quick-break fuse อนุกรมให้กับโหลด
สำหรับ SSR รุ่นที่ไม่มีอุปกรณ์ฮีทซิงค์(Heat Sink) มาด้วย จำเป็นจะต้องใช้ Heat Sink จากภายนอกมาช่วยซึ่งขนาดของมันก็จะขึ้นอยู่กับกระแสไฟที่ใช้ของโหลด โดยปกติแล้ว Heat Sink นั้นมีหน้าที่กระจายความร้อนที่เกิดขึ้นจาก SSR ถ้า Heat Sink ไม่สามารถระบายอากาศเต็มที่ตัวอย่างเช่น การติดตั้งในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง ไม่เหมาะสม, มีฝุ่นเกาะแน่นจนเกิดอุณหภูมิสะสมสูง ก็เป็นสาเหตุให้ SSR ไม่สามารถทนกระแสโหลดได้ตามพิกัดกำหนด