Pengertian Solid State Relay (SSR) dan Cara Kerjanya – Solid State Relay adalah jenis pengalih elektronik (sakelar elektronik) yang menggunakan komponen elektronika aktif untuk mengendalikan pengalihan arus dan tegangan listrik. Berbeda dengan Relay Elektromagnetik, Solid State Relay tidak menggunakan komponen mekanis atau kontaktor mekanis tetapi menggunakan komponen elektronika aktif seperti Thyristor (TRIAC dan SCR) dan Transistor. Namun untuk fungsinya, Solid State Relay memiliki fungsi yang sama seperti Relay Elektromagnetik, yaitu dapat mengendalikan Tegangan tinggi dengan hanya menggunakan tegangan pengendali yang rendah.
Solid State Relay yang menggunakan komponen elektronika ini terbuat dari bahan semikonduktor dan tidak memiliki bagian yang bergerak ini memiliki berbagai keunggulannya apabila dibandingkan dengan relay elektromagnetik, diantaranya seperti memiliki keandalan yang tinggi, tidak ada kontak, tidak ada percikan, bertahan lebih lama, kecepatan switching lebih cepat, kemampuan anti-interferensi yang kuat dan memiliki ukuran yang lebih kecil. Solid State Relay atau SSR ini telah banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti mesin CNC, sistem remote control dan perangkat otomasi industri, industri kimia, peralatan medis, sistem keamanan dan lain-lainnya.
Baca juga : Pengertian Relay dan Fungsinya.
Jenis-jenis Solid State Relay berdasarkan metode isolasi
Isolasi dalam relay state solid mengacu pada pemisahan listrik antara sisi input dan output perangkat. Ada tiga jenis utama metode isolasi relay state solid yang digunakan dalam SSR, yaitu optik, transformator, dan reed.
1. Photo Coupled SSR
Isolasi optik menggunakan LED inframerah dan fototransistor untuk memisahkan sisi input dan output relay. LED memancarkan cahaya inframerah yang digunakan untuk mengaktifkan fototransistor, yang pada gilirannya memicu sisi output relay.
Jenis relay state solid ini dapat mencapai perbedaan tegangan isolasi yang sangat tinggi. Ini memungkinkan insinyur untuk merancang relay yang sangat kompak tanpa mengorbankan kinerja isolasi.
2. Transformer Isolated SSR
Relay state solid yang diisolasi dengan transformator menggunakan transformator frekuensi tinggi untuk memisahkan sisi input dan output perangkat secara elektrik. Transformator biasanya dikopel dengan amplifier isolasi untuk memberikan tingkat perlindungan yang diperlukan.
SSR berbasis transformator sebagian besar digunakan dalam aplikasi industri di mana arus dan tegangan tinggi terlibat. Mereka juga digunakan dalam aplikasi di mana diperlukan tingkat perlindungan yang tinggi.
3. Reed Isolated SSR
Relay state solid yang diisolasi dengan reed menggunakan saklar reed (buluh) yang kedap udara sebagai elemen isolasi. Saklar reed adalah jenis perangkat pengalih atau sensor yang diaktifkan oleh medan magnet yang dihasilkan oleh sebuah kumparan eksternal. Saklar reed pada SSR menutup thyristor untuk menghasilkan tindakan pengalihan.
4. Hybrid SSR
Seperti namanya, SSR hibrida adalah kombinasi dua (atau lebih) teknologi isolasi atau relay. Pada dasarnya, SSR Hibrida menggunakan saklar elektromagnetik dan relay state solid untuk menyediakan tindakan pengalihan. Bagian SSR terletak pada sisi input dan output. Ini kemudian dihubungkan, secara paralel ke bagian elektromagnetik. Relay state solid hibrida menggabungkan keuntungan switching state solid dan keuntungan relay elektromekanik untuk menyediakan kinerja yang lebih unggul.
Misalnya, relay akan memancarkan percikan saat dihidupkan atau dimatikan dan tidak ada aus pada kontak. Selain itu, SSR dapat beralih dengan sangat cepat, sementara relay dapat menangani arus yang sangat tinggi.
Cara Kerja Solid State Relay (SSR)
Berikut ini ada penjelasan singkat mengenai cara kerja SSR.
- SSR menerima sinyal kontrol dari perangkat kontrol seperti mikrokontroler, PLC, atau saklar manual.
- Sinyal kontrol kemudian mengaktifkan LED di dalam SSR.
- Cahaya LED memicu fotodioda atau foto-TRIAC yang terhubung ke pemicu.
- Fotodioda atau foto-TRIAC akan menghasilkan sinyal listrik yang akan mengaktifkan semikonduktor yang terhubung ke beban.
- Aliran listrik kemudian mengalir melalui semikonduktor yang terhubung ke beban, seperti lampu atau motor.
- Ketika sinyal kontrol dimatikan, LED pada SSR akan dimatikan, dan semikonduktor akan menjadi non-konduktif, sehingga aliran listrik ke beban akan terputus.
Keuntungan dan Kelemahan SSR (Solid State Relay)
SSR yang menggunakan komponen Elektronik ini memiliki beberapa kelebihan apabila dibandingkan dengan Relay Elektromagnetik yang menggunakan komponen mekanis, namun SSR juga terdapat beberapa kekurangan. Dibawah ini adalah beberapa keuntungan dan kekurangan SSR apabila dibandingkan dengan Relay Elektromagnetik.
Keuntungan SSR
- Kemungkinan polusi suara hampir dapat diabaikan karena tidak adanya kontak langsung dengan bagian yang bergerak.
- SSR menawarkan waktu switching yang lebih cepat daripada EMR.
- Ini menunjukkan sensitivitas yang lebih rendah terhadap faktor eksternal seperti kejutan, getaran, dan medan magnet, dll.
- Relay solid state menawarkan penggunaan jangka panjang karena tidak ada bagian yang bergerak sehingga kurang rentan terhadap keausan mesin.
- Resistansi keluaran tetap konstan bahkan setelah beberapa kali digunakan.
Kekurangan SSR
- Ini menawarkan karakteristik tegangan-arus non-linear.
- Terkadang transien tegangan menghasilkan switching palsu.
- Untuk rangkaian pengisian gerbang terdapat persyaratan untuk suplai bias terisolasi.
- Terkadang outputnya menunjukkan sifat sensitif polaritas.
