SSR(Solid State Relay)을 사용하는 경우 공급업체로서 우리가 처리하는 가장 일반적인 골치 아픈 문제 중 하나가 논리 수준 호환성이라는 것을 알고 계실 것입니다. 이것을 엉망으로 만들면 릴레이가 켜져야 할 때 켜지지 않거나 아무 이유 없이 깜박이는 등 이상한 문제가 발생하여 전체 생산 라인, 로봇 공학 또는 홈 자동화 설정이 중단될 수 있습니다. 나는 수년간 이 게임을 해왔지만 너무 많은 사람들이 나중에 후회하기 위해 이 단계를 건너뛰는 것을 보았습니다. 오늘은 추측이 필요 없이 SSR의 로직 레벨이 제어 회로와 작동하는지 확인하는 방법을 정확하게 분석하겠습니다.
먼저 "로직 수준 호환성"이 실제로 무엇을 의미하는지 알아봅시다. SSR을 켜려면 입력측(제어 부분)에 컨트롤러(PLC, Arduino 또는 벽 스위치 등)의 특정 전압이나 전류가 필요합니다. 컨트롤러가 3.3V만 출력하고 SSR이 트리거되려면 5V가 필요한 경우 작동하지 않습니다. 기본적으로 들리겠지만, 숫자로 가득 찬 사양 시트를 보고 있으면 놓치기 쉽습니다.
코어 점검부터 시작해 보겠습니다. 입력 전압 범위를 일치시키세요. 모든 SSR에는 표시된 입력 전압 창이 있습니다. 그렇죠? 예를 들어, 당사의 24볼트 무접점 계전기 중 상당수는 3VDC에서 최대 32VDC까지의 입력 전압에서 작동합니다. 잠깐, 왜 이렇게 범위가 넓은 걸까요? 컨트롤러는 다양하기 때문에 일부는 낮은 3V(소형 마이크로컨트롤러 등)와 높은 24V(표준 PLC 출력 등)를 출력합니다. 입력 범위가 좁은(예: 18~24V) SSR을 선택하는 경우 3.3V 컨트롤러 출력은 전원을 켤 만큼 충분한 전압을 공급하지 않습니다. 이는 빠른 수정입니다. 컨트롤러가 생성할 수 있는 최소 입력 전압을 다시 확인한 다음 SSR의 최소 정격 입력보다 낮은지 확인하세요. 전문가 팁: 부하가 걸릴 때 컨트롤러의 전압이 저하되는 경우를 대비해 최소 10% 버퍼를 추가하세요. 따라서 컨트롤러가 3.3V 언로드를 수행하는 경우 최소 입력이 3V인 SSR을 선택하지 말고 최소 2V 이하의 SSR을 선택하세요.
다음으로, 입력 전류는 단지 "있으면 좋은 것"이 아닙니다. 전압 수치가 일치하더라도 Arduino가 SSR을 켤 수 없다고 말하는 고객이 있었습니다. 왜? Arduino는 핀당 20mA의 전류만 공급하지만 일부 SSR은 트리거하려면 30mA가 필요합니다. 낮은 전류로 실행하는 경우 SSR의 내부 광커플러(입력과 출력을 분리하는 부품)가 활성화될 만큼 충분한 빛을 얻지 못합니다. 이것이 바로 우리가 모든 제품 페이지에서 전압만큼 입력 전류 사양을 강조하는 이유입니다. 컨트롤러의 최대 출력 전류가 낮은 편이라면 10mA만 필요한 낮은 입력 전류 SSR을 찾으십시오. 작은 부하의 경우 3A DC 솔리드 스테이트 릴레이는 Arduino와 같은 저전류 컨트롤러에 적합합니다. 입력 전류가 매우 낮으므로 깜박임 문제가 발생하지 않습니다.
잠깐, 다양한 SSR 유형에 대해 이야기해 보겠습니다. AC와 DC 입력이 있으면 논리 레벨이 변경되기 때문입니다. AC 입력 SSR(예: LED가 있는 솔리드 스테이트 릴레이 Ac 입력 Dc 출력)을 사용하는 경우 해당 입력은 일반적으로 DC이므로 여전히 DC 제어 전압이 필요합니다. 그러나 여기의 트리거 전류는 약간 다릅니다. AC 입력 SSR은 제로 크로싱 회로를 사용하여 스위치를 켭니다. 즉, 원활하게 트리거하려면 약간 더 높은 전류가 필요합니다. 반면, DC 입력 SSR은 전류에 더 관대하지만 전압 범위는 더 좁습니다. DC SSR에서 AC 입력 컨트롤러를 사용하는 사람들이 이것을 혼동하는 것을 본 적이 있는데 작동하지 않습니다. 항상 입력 유형을 먼저 일치시킨 후 전압과 전류를 확인하십시오.
주의해야 할 또 다른 사항은 입력 측의 과전압입니다. 컨트롤러가 실수로 SSR의 최대 입력보다 10V를 더 많이 출력하면 내부의 옵토커플러가 타버릴 것입니다. 이는 특히 산업용 설정을 다루는 경우 비용이 많이 드는 실수입니다. 예를 들어 산업용 40A 무접점 계전기의 최대 입력은 32V이므로 산업용 PLC가 24V를 출력하는 경우 과전압 위험이 없습니다. 48V와 같이 더 높은 전압을 실행해야 하는 경우 간단한 전압 분배기 또는 직렬 저항을 추가하여 SSR의 최대 입력으로 낮출 수 있습니다. 저항기의 전력 정격이 추가 부하를 처리할 수 있을 만큼 충분히 높은지 확인하십시오. 나는 일반적으로 고객에게 다음과 같이 계산하라고 지시합니다. (감소할 입력 전압 – SSR 최대 입력) / 필수 입력 전류 = 저항기 값, 그런 다음 여기에 전류를 곱하여 전력 정격을 얻습니다. 정격 전력을 건너뛰지 마십시오. 값싼 저항기는 빨리 소진될 수 있습니다.
이론은 아직까지만 유효하므로 실제 시나리오에 대해 이야기해 보겠습니다. 작년에 포장 공장의 컨베이어 벨트를 자동화하려는 고객이 있었습니다. 그들은 24V와 20mA를 출력하는 PLC를 가지고 있었지만 기존 SSR은 계속 무작위로 작동했습니다. 알고 보니 그들이 사용한 기존 SSR의 입력 전류 요구 사항은 PLC가 공급할 수 있는 것보다 훨씬 높은 50mA였습니다. 그들은 100a Dc 솔리드 스테이트 릴레이(20mA 입력 전류를 가지며 PLC에 적합함)로 전환하여 하룻밤 사이에 문제를 해결했습니다. 이는 전압뿐만 아니라 입력 전류도 확인하지 않는 전형적인 예입니다. 교훈: 항상 언로드된 값뿐만 아니라 부하가 걸린 상태에서 컨트롤러의 실제 출력 전류를 테스트하십시오. 컨트롤러는 부하에 연결될 때 전류를 떨어뜨리는 경우가 많기 때문에 언로드된 사양은 오해의 소지가 있습니다.
혼합 전압 시스템을 사용하는 경우에는 어떻게 됩니까? 3.3V 및 24V SSR을 수행하는 마이크로 컨트롤러와 같습니다. 어떻게 연결합니까? SSR 입력을 위해 3.3V를 받아 24V로 높이는 레벨 시프터 모듈을 사용할 수 있습니다. 또는 저항기가 편한 경우 두 개의 저항기(하나는 높음, 하나는 낮음)가 있는 전압 분배기를 사용하여 컨트롤러의 24V를 SSR의 5V로 낮출 수 있습니다. 하지만 잠깐만요. 저항은 안정적인 전압을 처리하는 경우에만 작동합니다. 컨트롤러의 신호가 펄스이면 레벨 시프터가 더 안정적입니다. 신뢰성이 타협할 수 없는 산업 환경에 권장됩니다.
또한 소음도 잊지 마세요. 로직 레벨 문제는 때때로 호환성처럼 보일 수 있지만 실제로는 입력 신호를 방해하는 다른 장비(예: 모터 또는 전동 공구)의 전기 노이즈입니다. SSR이 무작위로 트리거되는 경우 전압과 전류가 일치하더라도 SSR의 입력 단자에 작은 커패시터(0.1uF)를 추가하십시오. 그러면 고주파 노이즈가 필터링되어 신호가 깨끗하게 유지됩니다. 실제로 모든 제품 가이드에 이에 대한 참고 사항이 포함되어 있으므로 작은 글씨를 읽지 않으면 놓치기 쉽습니다.
SSR을 선택할 때마다 사용할 수 있는 빠른 체크리스트로 마무리하겠습니다.
- 컨트롤러의 출력 유형(DC와 AC)이 SSR의 입력 유형과 일치하는지 확인하세요.
- SSR의 입력 전압 범위에 대해 컨트롤러의 출력 전압(언로드 및 로드)을 확인하십시오. 최소 및 최대에 10% 버퍼를 추가하십시오.
- 컨트롤러의 최대 출력 전류가 SSR의 필수 입력 전류를 충족하거나 초과하는지 확인하십시오. 더 낮으면 입력 전류가 낮은 SSR을 찾거나 전류 증폭기를 추가하십시오.
- 입력 전압이 SSR의 최대 전압보다 높으면 적절한 정격 전압 분배기 또는 직렬 저항을 추가하여 전압을 낮추십시오.
- 잡음이 심한 환경에 있는 경우 작은 커패시터로 입력 잡음을 필터링하십시오.
결국 가장 큰 것은 제품명만 보는 것이 아니라, 입력 사양까지 꼼꼼히 살펴보는 것입니다. 확실하지 않다면 주저하지 말고 문의하세요. 우리는 수백 명의 사람들이 작은 3A DC 부하이든 무거운 40A 산업용 애플리케이션이든 관계없이 설정에 적합한 SSR을 선택하도록 도왔습니다. 컨트롤러 사양과 로드 세부 정보를 보내주시면 올바른 정보를 안내해 드립니다. 우리는 여러분의 속도를 늦추는 실망스러운 호환성 문제를 처리할 필요가 없도록 하기 위해 왔습니다.
귀하의 프로젝트에 딱 맞는 SSR을 찾을 준비가 되셨다면 당사 사이트를 방문하여 제품군을 찾아보십시오. 홈 자동화를 위한 저전류 3A 모델이 필요하든, PLC를 위한 24V 모델이 필요하든, 산업용으로 강력한 제품이 필요하든 우리가 도와드리겠습니다. 추측하느라 시간을 낭비하지 마세요. 처음부터 올바른 결과를 얻을 수 있도록 도와드리겠습니다.
참고자료:
- 솔리드 스테이트 릴레이 애플리케이션 노트, 국제전기기술위원회(IEC) 60947-5-3.
- 무접점 계전기의 광커플러 입력 특성, 계전기 산업 협회(RIA) 표준 12.
- 제어 회로의 전기 잡음 완화, NEMA(National Electrical Manufacturer Association) 간행물 ICS 2.