솔리드 스테이트 릴레이 vs. 일렉트로메카니컬 릴레이

누구에게 묻느냐에 따라 솔리드 스테이트 릴레이가 최고의 전력 스위칭 솔루션일 수도 있고, 다른 사람들은 전자 기계 릴레이가 분명한 선택이라고 주장합니다. 누가 맞고 어떤 이유에서일까요? 이 질문을 답하기 위해, 전자 기계 릴레이와 솔리드 스테이트 릴레이의 차이점과 작동 방식, 그리고 여러 수준에서 성능 사양을 비교해 보겠습니다.

릴레이란 무엇입니까?

릴레이는 스위치를 수동으로 열고 닫지 않고도 전력을 할당할 수 있는 전력 스위칭 솔루션입니다. 전력을 켜고 끄기 위해 릴레이는 단순히 작은 전기 신호만 필요로 합니다. 이 신호는 훨씬 더 큰 전기 신호를 위한 비유적인 "문지기" 역할을 합니다. 저전력으로 고전력 신호를 제어할 수 있는 능력은 릴레이가 전자 기기의 역사에서 널리 사용된 이유입니다.

전기 기계 릴레이와 솔리드 스테이트 릴레이의 차이점은 무엇입니까?

전자기계 릴레이 (EMR)

전기기계식 릴레이는 릴레이의 출력 구성 요소 내에서 접점을 연결하기 위해 물리적으로 움직이는 부품을 사용합니다. 이 접점의 움직임은 저전력 입력 신호로부터 전자기력을 사용하여 생성되며, 높은 전력 신호를 포함하는 회로를 완성할 수 있게 합니다. 전기기계식 릴레이 내의 물리적 구성 요소는 일반적으로 "딸깍" 소리를 내며, 이는 특정 상황에서 실제로 유용할 수 있지만 내부 아킹을 유발할 수 있고 비교적 많은 시간이 소요됩니다.

솔리드 스테이트 릴레이 (SSR)

반도체 산업의 대표주자가 될 수 있는 것이 바로 솔리드 스테이트 릴레이입니다. SSR은 낮은 전력의 전기 신호를 사용하여 일반적으로 옥토커플러로 광반도체 신호를 생성하며, 이것이 신호를 전달하고 출력 신호에 전원을 공급합니다. 활성화되면 입력 광신호는 “스위치” 역할을 하여 높은 전압 신호가 SSR의 출력 구성 요소를 통과할 수 있도록 합니다. 이를 수행하는 여러 가지 방법이 있지만, 모든 방법의 공통점은 움직이는 부품이 없어서 솔리드 스테이트를 이루고 있다는 것입니다.

두 기술 모두 난방, 조명, 모션 제어 및 기타 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 그러나 솔리드 스테이트 릴레이는 대부분의 비교 범주에서 전자기계보다 우수합니다. 전자기계 릴레이는 간단한 기계적 설계 방식을 사용하는 비교적 오래된 기술인 반면, 솔리드 스테이트 릴레이는 훨씬 새로운 고급 기술이며, 더 복잡합니다. 복잡한 것이 동일한 작업을 수행하는 비교적 단순한 제품보다 반드시 더 낫다고 할 수는 없습니다. 그러나 더 복잡한 SSR은 성능 면에서 당신을 매료시킬 수 있습니다.

솔리드 스테이트 릴레이와 전자기계식 릴레이의 장점은 무엇인가요?

솔리드 스테이트 릴레이는 전자기계식 릴레이에 비해 초기 가격표가 더 크고 다소 위협적일 수 있습니다. 그러나 SSR을 통합하는 것이 EMR 대신 특정 애플리케이션에 따라 총 비용이 동일하거나 더 낮을 수 있으며, 이에 대해서는 조금 후에 논의할 것입니다. 또한, SSR은 여러 분야에서 종종 EMR보다 우수한 성능을 발휘합니다. 두 가지를 비교해 봅시다:

보시다시피, SSR은 일반적으로 성능과 제공하는 기능 면에서 EMR보다 더 역동적입니다. 그러나 EMR이 종종 이점을 가지는 한 가지 영역이 있습니다: 열 관리. SSR은 사용되는 물리적 원리로 인해 전자기계식 릴레이보다 수십 배 더 큰 전력 소모를 가질 수 있습니다. 이는 일반적으로 구성 요소 설계자가 설계에 방열판과 팬을 통합해야 하며, 이는 SSR을 사용할 때 발생하는 초기 비용을 증가시킵니다.
 
그러나 초기 비용만을 기준으로 SSR을 단정 짓기 전에, 총 소유 비용과 '비용'이 실제로 무엇을 의미하는지 결정하는 개인들에 대해 더 이야기해 봅시다.

비용 비교: 반도체 릴레이가 장기적으로 여전히 가치 있는 이유

엔지니어들은 성능에 중점을 두는 경향이 있으며, 더 나은 성능은 일반적으로 더 높은 비용을 의미합니다. 반면에 공급망 관리자는 부품의 초기 가격과 배송 시간 등 조달 비용에 훨씬 더 관심이 많습니다. 비즈니스 및 마케팅 관리자는 수명과 다운타임, 이동 시간, 교체 및 수리 시간, 인력 등 관련 유지 관리 비용을 포함한 보증 비용에 주목합니다. 이러한 모든 비용 중에서 부품의 초기 가격만이 언급된 “일회성 선불 비용”에 해당할 수 있습니다.
 
따라서 전기 기계식 계전기가 초기 가격이 낮다고 해서 나중에 발생하는 모든 숨겨진 비용을 합한 전체 비용 면에서 “더 저렴”하다고 할 수는 없습니다. 오늘날의 비즈니스에서 관리자들은 자주 “빠르고 더 좋고 저렴한” 해결책을 요구하는데, 이는 종종 상충되는 우선순위입니다 – 저렴하다고 해서 반드시 빠르거나/또는 더 좋다는 것을 의미하지는 않습니다. 그러나 Crydom 솔리드 스테이트 릴레이와 컨택터를 사용할 경우, 총소유비용을 고려했을 때 더 빠르고, 더 좋고, 저렴하게 달성할 수 있습니다. 이들의 솔리드 스테이트 릴레이는 설치 후 수리 및 교체에 대한 걱정이 거의 필요 없을 정도로 애플리케이션의 수명을 연장하는 데 기여하는 신뢰성 높은 솔루션입니다.

고체 상태 릴레이와 전자 기계식 릴레이의 총 소유 비용 비교

SSRs와 EMRs의 전체 소유 비용(TCO)을 분석하는 데 도움을 주기 위해, Crydom은 "Tools" 탭에서 찾을 수 있는 사용하기 쉬운 TCO 계산기를 개발했습니다. 이 계산기는 직접 및 간접 비용과 관련된 정보를 고려하며, 모든 스위칭 솔루션이 부하 및 전력 시스템에 맞게 적절히 선택되었다고 가정합니다. 또한, 다양한 응용 프로그램에서 공통적으로 사용되는 기술과 주로 관련된 비용을 포함합니다.
 
계산기에서 단위당 비용은 스위칭 솔루션의 구입 비용입니다. 또한, 필요한 경우 SSRs에는 소켓(EMRs용)과 히트 싱크(SSRs용)를 추가하는 데 필요한 비용도 포함됩니다. 수명 기대치는 사이클 수 또는 작업 수로 제공되며, 특정 응용 프로그램에 대한 요구 사항도 고려됩니다. 여기에는 분당 예상 사이클 수 또는 부하 유형(예: 저항성, 유도성, 변압기/커패시터, 또는 발라스트)이 포함될 수 있습니다.
 
부하 유형은 EMRs의 수명 예상 조정을 추정하는 데 필요하며, 계산기는 선택한 부하에 따라 적절한 디레이팅을 자동으로 선택합니다: 모터, 코일, 또는 솔레노이드에는 80% 디레이팅; 변압기 또는 커패시터에는 75%; 발라스트에는 70% 디레이팅을 적용합니다. 계산에 포함된 보증 기간은 총 비용의 예상 결과를 위한 시간 참조로 사용됩니다. 이 기간은 한 달부터 1년 이상으로 조정할 수 있습니다. 다른 변수인 서비스당 비용도 고려해야 하며, 이는 응용 프로그램 간 또는 비즈니스 모델 간에 차이가 있을 수 있습니다. 그림 3은 Crydom의 TCO 계산기를 보여줍니다.

전기기계식 릴레이 기술과 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 기술 중에서 선택할 때, SSR의 초기 비용 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다. 하지만 EMR의 초기 비용이 SSR보다 적지만 사이클 수가 증가함에 따라 EMR의 유지, 수리 및/또는 교체 비용도 증가합니다. 따라서 SSR과 EMR의 총 소유 비용을 계산해보면, 많은 경우에 SSR의 수명 비용이 EMR과 같거나 더 적다는 것을 곧 깨닫게 됩니다. 기능 및 성능에 관한 SSR이 EMR보다 가진 장점을 고려할 때, 디자인에 SSR을 통합하는 것이 어렵지 않습니다.
 
더 알고 싶으신가요? What's Inside a Solid State Relay?에 대해 읽어보시지 않겠습니까?