Qu’est-ce qu’un relais à semi-conducteur ?
Les relais à semi-conducteurs sont des relais qui transmettent des signaux d’entrée à des circuits de sortie et sont du type sans contact utilisant des semi-conducteurs.
En général, ils offrent une réponse élevée et une longue durée de vie, ce qui les rend adaptés aux situations où les relais sont ouverts et fermés fréquemment et où une réponse rapide est requise.
Utilisations des relais à semi-conducteurs
Les relais à semi-conducteurs sont utilisés dans les situations où la fréquence d’activation et de désactivation est élevée, comme dans les systèmes de contrôle de la température, où leur réactivité élevée et leur longue durée de vie peuvent être maximisées.
De plus, contrairement aux relais à contact magnétique, il n’y a pas de contact mécanique coulissant. Comme l’ouverture et la fermeture des contacts ne génèrent aucun bruit, ils sont souvent intégrés dans des produits sensibles au bruit.
D’autre part, la transmission des signaux utilise des phénomènes d’émission de lumière via des semi-conducteurs ou des diodes. Par conséquent, l’effet d’échauffement n’est pas négligeable et l’étage de sortie est un dispositif à semi-conducteur. Certaines pièces sont inadaptées aux produits à haute tension et à haute intensité, il faut donc faire attention.
Principe des relais à semi-conducteurs
Comme il s’agit d’un type de relais sans contact, les circuits d’entrée et de sortie sont physiquement isolés et la transmission du signal se fait par l’intermédiaire de dispositifs opto-isolés tels que les photocoupleurs.
Lorsque le courant est appliqué à la diode électroluminescente du côté de l’entrée, celle-ci émet de la lumière, et le circuit qui reçoit la lumière se trouve du côté de la sortie, et le circuit de sortie fonctionne lorsque la lumière est détectée. Selon le fournisseur du relais semi-conducteur, le circuit de réception de la lumière peut être une matrice de photodiodes, un photocoupleur ou un phototriac, tandis que la section de sortie peut également être un MOSFET ou un triac, entre autres variantes.
L’utilisation de la lumière pour la transmission des signaux permet d’obtenir des temps de réponse très rapides. De plus, comme ils n’ont pas de contacts mécaniques, les pièces de contact ne s’usent pas et leur durée de vie est généralement plus longue que celle des relais à contact.
Parmi les autres caractéristiques, citons le fait que l’entrée et la sortie sont complètement isolées par un élément isolant, de sorte que le bruit généré du côté de l’entrée est moins susceptible d’être transmis au côté de la sortie.
Comment choisir un relais à semi-conducteurs ?
Tout d’abord, il faut tenir compte de la réactivité requise dans le circuit où le relais est utilisé et de la fréquence à laquelle le signal est transmis. Si vous n’avez pas besoin d’un niveau de réactivité aussi élevé et que vous n’avez besoin que d’une signalisation à basse fréquence, les relais de type contact général sont souvent plus petits et moins chers.
Si vous avez besoin d’un relais à semi-conducteur, vérifiez également la valeur maximale du courant de son signal d’entrée. Les relais à semi-conducteurs étant des circuits de sortie utilisant des semi-conducteurs, un flux de courant excessif endommagera les semi-conducteurs eux-mêmes et les rendra inutilisables.
Autres informations sur les relais à semi-conducteurs
1. Comparaison entre les relais à semi-conducteurs et les relais mécaniques
La différence entre les relais à semi-conducteurs et les relais mécaniques réside dans le fait qu’ils sont du type sans contact ou avec contact. Les relais à semi-conducteurs, également appelés relais à semi-conducteurs, sont des relais sans contact, tandis que les relais mécaniques sont des relais à contact.
Les relais à semi-conducteurs sans contact sont activés et désactivés uniquement par la transmission d’un signal, sans fermeture ou ouverture mécanique du circuit électronique. Les relais mécaniques avec contacts ont des pièces mobiles intégrées dans le circuit et utilisent une bobine pour générer une force électromagnétique qui fait que les contacts entrent en contact et s’activent ou se désactivent.
Les relais à semi-conducteurs et les relais mécaniques présentent chacun les caractéristiques suivantes et sont utilisés en fonction des besoins.
Caractéristiques des relais à semi-conducteurs
- Compacts et légers
- Longue durée de vie
- Fonctionnement silencieux
- Fonctionnement à grande vitesse
- Haute résistance aux vibrations
- Courant de fuite.
- Sensible à la chaleur.
- Résistance à l’enclenchement.
Caractéristiques des relais mécaniques
- Résistance élevée à l’isolation et à la haute tension.
- Pas de courant de fuite
- Presque pas de résistance à l’enclenchement.
- Pas de bruit de fonctionnement.
- Usure des contacts et défaillance des bornes mobiles.
- Influence des champs magnétiques externes.
- Chattering.
Les relais à semi-conducteurs ont l’avantage d’être compacts, de pouvoir s’ouvrir et se fermer à des vitesses élevées et de ne pas souffrir de l’usure et de la défaillance des contacts, contrairement aux relais mécaniques. D’autre part, les relais mécaniques ont l’avantage de n’avoir pratiquement aucune résistance à l’enclenchement et d’être faciles à utiliser dans les circuits à haute tension et à haute puissance.
2. Relais à semi-conducteurs pour les applications automobiles
Les automobiles sont équipées de nombreux relais qui contrôlent le fonctionnement des lampes, des essuie-glaces, de l’équipement audio, des moteurs, des clignotants, etc. Des relais mécaniques ont généralement été utilisés pour ces relais embarqués.
Toutefois, les relais mécaniques présentent les inconvénients d’une durée de vie limitée des contacts et d’un grand espace d’installation. Ces dernières années, le besoin de relais plus petits et plus légers s’est fait sentir, en particulier avec l’augmentation du nombre de dispositifs montés sur des véhicules électriques, en raison de la nécessité d’une faible consommation de carburant et de faibles coûts d’électricité dans les véhicules, ainsi que de la multifonctionnalité des technologies avancées.
Les relais à semi-conducteurs ont été développés pour les applications automobiles afin de pallier les insuffisances des relais mécaniques et les remplacent progressivement.
L’utilisation de relais à semi-conducteurs a permis de réduire la taille et le poids, ce qui permet non seulement de gagner de l’espace dans le véhicule, mais aussi d’améliorer le rendement énergétique. En outre, le développement de la technologie des semi-conducteurs a permis d’obtenir une faible résistance à l’enclenchement, ce qui a permis de gérer des courants élevés, ce qui constituait un goulot d’étranglement.