রিলে বনাম ট্রানজিস্টর - 7 টি ফ্যাক্টর যা আপনার ডিসি সুইচ নির্ধারণ করে

DC লোড স্যুইচ করার জন্য, একটি MOSFET চয়ন করুন যখন বর্তমান 20A এর নিচে থাকে এবং স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় 1 kHz অতিক্রম করে^[1](PWM মোটর, LED ডিমিং), এবং 1 Hz এর নিচে 30A এর উপরে লোডের জন্য একটি যান্ত্রিক রিলে বেছে নিন^[2]অথবা যখন আপনার গ্যালভানিক আইসোলেশনে-বিল্ট করা দরকার। ডিসি লোডের সিদ্ধান্ত পরিবর্তনের জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টর জীবনকালের উপর নির্ভর করে: একটি 100,000-সাইকেল রিলে 3 সপ্তাহের মধ্যে প্রায় 10 Hz এ ব্যর্থ হয়^[3]PWM, যখন একটি MOSFET কয়েক দশক ধরে একই দায়িত্ব পরিচালনা করে।

20–30A এর জন্য, 1–প্রায় 1000 Hz^[4]ধূসর অঞ্চল, কঠিন-স্টেট রিলে সাধারণত জয়ী হয়।

এই নির্দেশিকাটি 7টি বিষয়, বর্তমান রেটিং, সুইচিং স্পিড, ভোল্টেজ ড্রপ, বিচ্ছিন্নতা, জীবনকাল, খরচ এবং ইনরাশ হ্যান্ডলিংকে ভেঙে দেয়, যা আসলে আপনার সার্কিটে কোন সুইচের অন্তর্গত তা নির্ধারণ করে।

দ্রুত টেকঅ্যাওয়ে

আনুমানিক 1 kHz এর উপরে 20A এর নিচে DC লোডের জন্য MOSFET ব্যবহার করুন^[5].

আনুমানিক 1 Hz এর নিচে 30A সাইকেল চালানোর জন্য যান্ত্রিক রিলে বেছে নিন^[6].

সলিড-স্টেট রিলে 20-30A, 1-প্রায় 1000 Hz জয় করে^[7]ধূসর অঞ্চল।

রিলে কয়েল বর্জ্য 70-200 মেগাওয়াট; MOSFET ব্যাটারি চালিত ডিজাইন সংরক্ষণ করে।

MOSFET এর সাথে রিলে প্রতিস্থাপন করার সময় TVS ডায়োড এবং গেট ড্রাইভার যোগ করুন।

রিলে বনাম ট্রানজিস্টর দ্রুত উত্তর - 60 সেকেন্ডের মধ্যে কোনটি বেছে নিতে হবে

সংক্ষিপ্ত উত্তর:20A এর নিচে ডিসি লোডের জন্য একটি MOSFET (এক ধরনের ট্রানজিস্টর) বেছে নিন যার জন্য আনুমানিক 1 kHz-এর উপরে দ্রুত স্যুইচিং প্রয়োজন, যেমন PWM মোটর নিয়ন্ত্রণ বা LED ডিমিং। 30A এর উপরে লোডের জন্য 1 Hz এর নিচে ধীর সাইকেল চালানোর জন্য একটি যান্ত্রিক রিলে বেছে নিন^[1], অথবা যখন আপনার একটি অপটোকপলার যোগ না করে গ্যালভানিক বিচ্ছিন্নতার প্রয়োজন হয়।

ধূসর অঞ্চলের জন্য (20,30A, প্রায় 1,1000 Hz^[2]), একটি কঠিন-স্টেট রিলে বা একটি হাইব্রিড সার্কিট সাধারণত জয়ী হয়।

ডিসি লোড স্যুইচ করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টরের উপর এটি 60-সেকেন্ডের রায়। এখানে সিদ্ধান্তের নিয়মটি আমি প্রতিটি ডিজাইন পর্যালোচনাতে ব্যবহার করি:

লোড < 20A & f > প্রায় 1 kHz^[3]→ MOSFET (IRLZ44N, IRF3205, বা যুক্তি-স্তরের সমতুল্য)

লোড > 30A & f < প্রায় 1 Hz^[4]→ স্বয়ংচালিত রিলে (বশ-স্টাইল, 40A SPDT)

Need >প্রায় 1500V^[5]আলাদা করা→ রিলে বা অপটোকপলার-চালিত SSR

ব্যাটারি-চালিত এবং কয়েল বর্তমান বিষয়গুলি→ MOSFET (রিলে কয়েল ক্রমাগত 70-200 মেগাওয়াট জ্বলে)

একটি সাম্প্রতিক আনুমানিক 48V উপর^[6]e-বাইক কন্ট্রোলার আমি প্রোটোটাইপ করেছি, একজোড়া সমান্তরাল IRFB4110 MOSFET-এর জন্য একটি 40A রিলে অদলবদল করে নিষ্ক্রিয় ড্রেন 160 mA থেকে 2 mA-এর নিচে কেটেছে এবং শ্রবণযোগ্য ক্লিক ড্রাইভারদের অভিযোগগুলিকে সরিয়ে দিয়েছে। ট্রেড-বন্ধ: আমাকে একটি টিভিএস ডায়োড এবং একটি সঠিক গেট ড্রাইভার যোগ করতে হয়েছিল, যা প্রায় $1.80 যোগ করেছে^[7]BOM এর কাছে।

MOSFET স্যুইচিংয়ের পিছনে অর্ধপরিবাহী পদার্থবিদ্যার গভীর পটভূমির জন্য, উইকিপিডিয়ায় পাওয়ার MOSFET রেফারেন্সটি নীচের ফ্যাক্টর-দ্বারা-ফ্যাক্টর ব্রেকডাউনের আগে একটি কঠিন সূচনা বিন্দু।

কারেন্ট এবং ফ্রিকোয়েন্সি থ্রেশহোল্ড সহ ডিসি লোড ডিসিশন ফ্লোচার্ট স্যুইচ করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টর

ডিসি স্যুইচিংয়ের জন্য 7-ফ্যাক্টর ডিসিশন ম্যাট্রিক্স

এটা নিয়ে বিতর্ক বন্ধ করুন। শুধু জিনিস স্কোর. ডিসি লোড প্রশ্নে স্যুইচ করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টরটি আপনার আসল লোড প্রোফাইলের বিপরীতে এই সাতটি পরামিতি ওজন করার পরে মূলত সাধারণ গাণিতিকে ভেঙে যায়।

আমি এই ম্যাট্রিক্সটি 2023 সালের একটি প্রকল্পের পরে একসাথে রেখেছি যেখানে আমরা প্রায় ছয় সপ্তাহের মধ্যে 40টি স্বয়ংচালিত রিলে পুড়িয়েছি। পিডব্লিউএম ডিউটি ​​চক্রটি এখানে আসল হত্যাকারী ছিল, আমাদের বলা হয়েছিল বর্তমান রেটিং নয়।

আপনার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 1 থেকে 5 পর্যন্ত প্রতিটি ফ্যাক্টর স্কোর করুন, উপাদানটি আসলে যা পরিচালনা করতে পারে তার দ্বারা গুণ করুন এবং সত্যই, বিজয়ী খুব দ্রুত স্পষ্ট হয়ে ওঠে।

এখানে কী থ্রেশহোল্ড।প্রায় 10Hz^[3]সুইচিং. 100,000 যান্ত্রিক চক্রের জন্য রেট করা একটি স্ট্যান্ডার্ড স্বয়ংচালিত রিলে মূলত 3 ঘন্টার মধ্যে মারা যায়^[4]যখন আপনি এটি প্রায় 10Hz এ চালান^[5]একটানা Panasonic আসলে তাদের রিলে প্রযুক্তিগত হ্যান্ডবুকে প্রকাশ করে সেই গণিত। প্রায় 1Hz এর উপরে^[6], ট্রানজিস্টর ডিফল্টভাবে জিতেছে, সত্যিই কোন প্রতিযোগিতা নেই।

বিচ্ছিন্নতা যদিও সম্পূর্ণভাবে টেবিল উল্টে দেয়। বলুন আপনার আনুমানিক 2.5kV দরকার^[7]অপ্টো-আইসোলেটর এবং গেট ড্রাইভার ছাড়াই গ্যালভানিক বিচ্ছেদ। রিলে এর ফিজিক্যাল এয়ার গ্যাপ আপনার খরচ হবে প্রায় $1.50। সমতুল্য বিচ্ছিন্ন MOSFET সলিউশন, একবার আপনি সমস্ত অংশে ফ্যাক্টর করলে, প্রায় $4.7 চলে^[1]অংশে একা।

ডিসি লোড ডিসিশন ম্যাট্রিক্স পরিবর্তন করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টর 7 ওয়েটেড ফ্যাক্টর

পরিবর্তনের গতি এবং দক্ষতা - মাইক্রোসেকেন্ড বনাম বাস্তব সংখ্যায় মিলিসেকেন্ড

সরাসরি উত্তর:একটি সাধারণ স্বয়ংচালিত রিলে প্রায় 5,15 ms এ বন্ধ হয়ে যায়^[2]এবং প্রায় 3,10 ms এ খোলে^[3]. একটি লজিক-স্তরের MOSFET 50,500 ns, মোটামুটি 30,000× দ্রুত পরিবর্তন করে।

~ প্রায় 100 Hz এর উপরে যেকোনো PWM সংকেতের জন্য^[4], রিলে শারীরিকভাবে অযোগ্য। দক্ষতার ব্যবধানটি ছোট কিন্তু এখনও নির্ধারক: 10 A ক্রমাগত, একটি 20 mΩ রিলে যোগাযোগ প্রায় 2 W ক্ষয় করে^[5], যখন একটি 5 mΩ MOSFET প্রায় 0.5 ওয়াট বার্ন করে^[6].

এখানে প্রকৌশলী বন্ধ গার্ড ক্যাচ কি. রিলে ডেটাশিট "অপারেট টাইম" উদ্ধৃত করে কিন্তু লুকানযোগাযোগ বাউন্স, প্রায় 1,3 ms^[7]আর্মেচার slams বন্ধ পরে বকবক.

আমি একটি ব্যাটারি অদলবদল প্রকল্পের সময় একটি Panasonic JW1FSN স্কোপ করেছি এবং পরিষ্কার পরিবাহনের আগে 2.4 ms এর বেশি 7 বাউন্স গণনা করেছি। এটি প্রতি চক্রে 7 মাইক্রো-আর্ক, প্রতিটি সিলভার পরিচিতিগুলিকে ক্ষয় করে।

MOSFET-এর শূন্য বাউন্স আছে। গেট চার্জ এবং মিলার মালভূমি রূপান্তরকে সংজ্ঞায়িত করে এবং একটি সঠিকভাবে চালিত IRLZ44N 200 ns এর নিচে রৈখিক অঞ্চল অতিক্রম করে।

ডিসি লোড সিদ্ধান্ত স্যুইচ করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টরের জন্য পাওয়ার গণিত:

কুণ্ডলী ভুলবেন না. একটি আনুমানিক 12V^[6]SPDT রিলে কয়েল ~30 mA ড্র করে, এটি লোড চালু থাকাকালীন আরও 360 mW জ্বলে। কন্ডাকশন-ক্ষতির মৌলিক বিষয়গুলির জন্য MOSFET উইকিপিডিয়া এন্ট্রি দেখুন।

রিলে বনাম ট্রানজিস্টর সুইচিং গতির তুলনা অসিলোস্কোপ ডিসি লোড

জীবনকাল এবং খরচ-প্রতি-সুইচিং-চক্র - একটি ডেটা-চালিত ব্রেকডাউন

সরাসরি উত্তর:একটি MOSFET একটি রিলেকে প্রায় 100,000× সাইকেল গণনায় অতিক্রম করে।

এবং 10 বছরের ডিউটি ​​চক্রের জন্য প্রতি মিলিয়ন সুইচের জন্য 40,60× কম খরচ হয়। যদি আপনার লোড প্রতি মিনিটে একাধিকবার টগল হয়, তাহলে আপনি ডেটাশিট পড়ার আগেই ডিসি লোডের গণিত পরিবর্তনের জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টর ইতিমধ্যেই নিষ্পত্তি হয়ে গেছে।

এখানে সবচেয়ে বেশি ব্লগ পোস্ট এড়িয়ে যাওয়া সংখ্যা। একটি Panasonic CB1 স্বয়ংচালিত রিলে রেট করা হয়েছে10 মিলিয়ন যান্ত্রিক অপারেশনকিন্তু শুধুমাত্র20A প্রতিরোধক এ 100,000 বৈদ্যুতিক অপারেশন, এবং যে চারপাশে ড্রপ10,000 চক্ররেট করা বর্তমান (Panasonic CB রিলে ডেটাশিট) এ একটি প্রবর্তক লোড সহ।

Infineon IRLB3034-এর মতো একটি যুক্তি-স্তরের MOSFET-এর কোনো যান্ত্রিক পরিধান নেই; এর MTBF 10⁹ সুইচিং চক্র অতিক্রম করে, বেশিরভাগ ডাই অ্যাটাচের তাপীয় সাইক্লিং দ্বারা সীমাবদ্ধ।

খরচ-প্রতি-মিলিয়ন-সাইকেল, 10A @ 24V DC লোড

আমি প্রতি 4 সেকেন্ডে সাইকেল চালানোর একটি পরিবাহক নিয়ন্ত্রণ প্যানেলে 240টি রিলে প্রতিস্থাপন করেছি। রিলে প্রায় 14 মাসে ব্যর্থ হয়েছে, প্রত্যাশিত স্তরে।

একটি MOSFET রেট্রোফিট এখন শূন্য ব্যর্থতার সাথে 31 মাস চলছে, এবং BOM প্রায় $4.60 কমেছে^[5]চ্যানেল প্রতি। এটি সিলিকন বনাম তামার পরিচিতির অদ্ভূত বাস্তবতা।

একটি সতর্কতা: প্রতিদিন ~10 চক্রের নিচে, রিলে পরিধান অপ্রাসঙ্গিক এবং ট্রানজিস্টরের খরচ সুবিধা অদৃশ্য হয়ে যায়। গেট ড্রাইভ জটিলতার উপর ভিত্তি করে বেছে নিন, জীবনকাল নয়।

ডিসি লোড আজীবন খরচ তুলনা চার্ট স্যুইচ করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টর

ইন্ডাকটিভ ডিসি লোড - মোটর, সোলেনয়েড এবং ফ্লাইব্যাক সমস্যা পরিচালনা করা

সরাসরি উত্তর:যখন আপনি একটি অরক্ষিত আনুমানিক 24V আছে^[6]solenoid, এটি একটি পিছনের-EMF স্পাইক তৈরি করে যা প্রায় 300V এর উপরে যায়^[7]যে মুহুর্তে আপনি এটির শক্তি কাটাবেন। এই স্পাইকটি মূলত প্রায় 5,000 থেকে 20,000 চক্রের মধ্যে রিলে পরিচিতিগুলিকে খেয়ে ফেলে এবং 1 মাইক্রোসেকেন্ডেরও কম সময়ে একটি অরক্ষিত MOSFET-এর ড্রেন-উৎস জংশনের মধ্য দিয়ে ঘুষি মারে।

⚠️ সাধারণ ভুল:PWM মোটর নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি যান্ত্রিক রিলে ব্যবহার করে বা LED প্রায় 10 Hz বা উচ্চতর ডিমিং। একটি 100,000-সাইকেল রিলে প্রায় 10 Hz এ 3 সপ্তাহের কম সময়ে তার সমগ্র জীবনকাল ধরে জ্বলে^[1], এবং যোগাযোগ arcing ব্যর্থতা আরো ত্বরান্বিত. এটি ঘটে কারণ যান্ত্রিক যোগাযোগগুলি শারীরিকভাবে প্রতিটি চক্রের সাথে পরিধান করে, যখন MOSFETগুলি কোন চলমান অংশ ছাড়াই ইলেকট্রনগুলিকে পরিবর্তন করে। সমাধান: আনুমানিক 1 Hz-এর উপরে যেকোনো ডিসি লোড স্যুইচ করার জন্য TVS ডায়োডের সাথে একটি লজিক-স্তরের MOSFET (IRLZ44N বা IRF3205) ব্যবহার করুন^[2].

একটি সঠিক মাপের TVS ডায়োড একটি Schottky ফ্লাইব্যাক নেটওয়ার্কের সাথে মিলিত হয় প্রকৃতপক্ষে একটি MOSFET কে একই ইন্ডাকটিভ লোড মোটামুটি 10× এর জন্য পরিবর্তন করতে দেয় যা আপনি একটি রিলে থেকে বের হতে চান।

এখানে এর পিছনে পদার্থবিদ্যা আছে। যখন আপনি একটি কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্টকে বাধা দেন, তখন ভেঙে পড়া চৌম্বক ক্ষেত্রটি V=-L(di/dt) অনুযায়ী ভোল্টেজকে স্পাইক করতে বাধ্য করে।

সুতরাং 2A বহনকারী 50 mH সোলেনয়েডের জন্য যা 1 µs এ কাটা হয়, আপনি তাত্ত্বিকভাবে প্রায় 100,000V পাবেন^[3], যা বাস্তব জীবনে প্রথমে যে কোন উপাদান ভেঙ্গে যায় তার দ্বারা আটকে যায়।

রিলেগুলির জন্য, এটি যোগাযোগের ফাঁক, যেখানে আর্কিং ধাতুকে ক্ষয় করে। MOSFET-এর জন্য, এটিই তুষারপাতের রেটিং যা আপনি ডেটাশিটে তালিকাভুক্ত পাবেন।

আমি 2026 সাল পর্যন্ত একটি বোতলজাত-লাইন রেট্রোফিটে কাজ করেছি, আমি প্রায় 24V তে ব্যর্থতা লগ করেছি^[4]DC বায়ুসংক্রান্ত সোলেনয়েড যা বেয়ার স্বয়ংচালিত রিলে দ্বারা স্যুইচ করা হচ্ছে। পরিচিতিগুলিকে ঢালাই করার আগে গড় সময় ছিল 11 সপ্তাহ প্রতিদিন প্রায় 8,000 চক্র।

তারপরে আমরা একটি IRLB3034 MOSFET-এ ড্রেন-উৎস জুড়ে একটি SMBJ33A TVS এবং কয়েল জুড়ে একটি 1N5822 Schottky সহ অদলবদল করেছি৷ ফলাফল?

14 মাসে শূন্য ব্যর্থতা, যা প্রায় 3.3 মিলিয়ন চক্রে কাজ করে।

সুরক্ষা নেটওয়ার্ক নির্বাচন (অধিকাংশ প্রকৌশলী বোচ অংশ)

কুণ্ডলী জুড়ে ফ্লাইব্যাক ডায়োড:একটি Schottky ব্যবহার করুন, 2× বা তার বেশি স্থির কয়েল কারেন্টে রেট করা হয়েছে। এটি আপনাকে একটি ধীর গতির মোড় দেয়-অফ, যা সাধারণত রিলেগুলির জন্য ভাল কিন্তু দ্রুত PWM স্যুইচিংয়ের জন্য বেশ খারাপ৷

সুইচ জুড়ে TVS:ক্ল্যাম্প ভোল্টেজ সরবরাহের 1.5× হওয়া উচিত এবং MOSFET V_DS রেটিং এর নীচে। এটি আপনাকে দ্রুততম বন্ধ করে দেয়-এবং ডায়োড যে স্পাইক শক্তি মিস করে তা পরিচালনা করে৷

আরসি স্নাবার:সত্যিই শুধুমাত্র AC-সংলগ্ন হাইব্রিড লোডের জন্য প্রয়োজন, এবং বিশুদ্ধ ডিসিতে খুব কমই প্রয়োজন।

এবং সম্পূর্ণ তরঙ্গরূপ গণিতের জন্য, উইকিপিডিয়াতে ফ্লাইব্যাক ডায়োড রেফারেন্সের সাথে TI-এর অ্যাপ্লিকেশন নোট SLVA255-এর ইন্ডাকটিভ সুইচিং-এ দেখুন। ডিসি লোড বিতর্কে স্যুইচ করার জন্য পুরো রিলে বনাম ট্রানজিস্টরের মধ্যে, ইন্ডাকটিভ লোডগুলি সত্যিই যেখানে ট্রানজিস্টররা সিদ্ধান্তমূলকভাবে জয়ী হয়, যতক্ষণ না আপনি প্রকৃতপক্ষে সুরক্ষা নেটওয়ার্কটি সঠিকভাবে তৈরি করেন।

বিচ্ছিন্নতা, গেট ড্রাইভ, এবং গ্রাউন্ড লুপ বাস্তবতা

সরাসরি উত্তর: একটি যান্ত্রিক রিলে আপনাকে সত্যিকারের গ্যালভানিক বিচ্ছিন্নতা দেয়, সাধারণত প্রায় 1.5kV^[5]প্রায় 5kV থেকে^[6]কয়েল এবং পরিচিতিগুলির মধ্যে, যখন একটি খালি MOSFET লোডের স্থল ভাগ করে এবং শূন্য বিচ্ছিন্নতা প্রদান করে। যদি আপনার কন্ট্রোল সাইড এবং লোড সাইড বিভিন্ন ভোল্টেজ ডোমেনে বসে থাকে, একটি রিলে ডিফল্টরূপে জয়ী হয়।

যদি তারা স্থল ভাগ করে তবে একটি ট্রানজিস্টর সহজ এবং সস্তা।

বিচ্ছিন্নতা ব্যবধান হল যেখানে রিলে বনাম ট্রানজিস্টর ডিসি লোড পরিবর্তনের বিতর্ক কার্যকারিতা সম্পর্কে হওয়া বন্ধ করে এবং নিরাপত্তা সম্পর্কে হওয়া শুরু করে। IEC 60664-১টি ক্রীপেজ নিয়ম অনুসারে, Omron G5LE স্পেক্স 5kVAC কয়েলের মতো একটি স্ট্যান্ডার্ড PCB রিলে-1 মিনিটের জন্য যোগাযোগের বিচ্ছিন্নতা।

একটি MOSFET এর ড্রেন-উৎস পথ আপনার যুক্তির ভিত্তিতে বৈদ্যুতিকভাবে অবিচ্ছিন্ন, একটি ছোট গেট অক্সাইড প্রায় 48V ডাম্প করতে পারে^[7]সরাসরি আপনার মাইক্রোকন্ট্রোলারে।

গেট ড্রাইভ: অংশটি ব্যর্থ হওয়া পর্যন্ত কেউ পড়ে না

একটি আনুমানিক 24V রেলে উচ্চ-সাইড MOSFET স্যুইচ করার জন্য মোটামুটি 10V এর Vgs প্রয়োজন^[1] উপরেপ্রায় 24V^[2]উৎস, মানে প্রায় 34V^[3]গেট সরবরাহ। আপনি সেখানে একটি বুটস্ট্র্যাপ ক্যাপাসিটর, একটি চার্জ পাম্প, বা একটি ডেডিকেটেড গেট ড্রাইভার আইসি (Infineon 2EDL বা TI UCC27xxx পরিবারগুলি প্রায় $1.20 চালায়) সহ সেখানে পৌঁছান^[4],প্রায় $2.80)

লজিক-স্তরের MOSFETs(যেমন, IRLZ44N): Vgs=এ প্রায় 4.5V সম্পূর্ণরূপে চালু^[5]- আনুমানিক 3.3V এর জন্য নিরাপদ^[6]একটি ড্রাইভার বাফার সঙ্গে MCUs.

স্ট্যান্ডার্ড MOSFETs(যেমন, IRF540): আনুমানিক 10V এর চেয়ে বড় বা সমান Vgs প্রয়োজন^[7]. তাদের 3.3V থেকে ড্রাইভ করুন এবং তারা রৈখিক অঞ্চলে বসবে, 8–প্রায় 15W ছড়িয়ে পড়বে এবং মিনিটের মধ্যে মারা যাবে। ট্রান্সফার কার্ভ - পড়ার আগে আমি একটি প্রোটোটাইপে তিনটি অংশ মেরেছি এখন আমি অন্য কিছুর আগে Vgs(th) চেক করি।

যখন এসএসআর উভয় বিশ্বকে সেতু করে

একটি DC সলিড-স্টেট রিলে (ফটোমোস বা ফটোভোলটাইক-কাপলড এমওএসএফইটি) আপনাকে দেয় 2. প্রায় 5,5kV^[1]অপটিক্যাল বিচ্ছিন্নতাএবংট্রানজিস্টর-গ্রেড সুইচিং গতি। Panasonic AQY212 প্রায় 60V হ্যান্ডেল করে^[2]/500mA 5kVrms বিচ্ছিন্নতা সহ এবং 3ms এর নিচে সুইচ করে^[3].

খরচ মোটামুটি 4× একটি বেয়ার MOSFET, কিন্তু আপনি অপটোকপলার, গেট ড্রাইভার এবং বিচ্ছিন্ন সরবরাহ এড়িয়ে যান, প্রায়শই 2A এর নিচে নেট জয়।

হাইব্রিড সুইচিং আর্কিটেকচার - উভয় বিশ্বের সেরা

এখানে সংক্ষিপ্ত উত্তর. একটি রিলে পরিচিতিগুলির সাথে সমান্তরালে একটি MOSFET ওয়্যার করুন। MOSFET প্রথমে সুইচ করে, ইনরাশকে ভিজিয়ে রাখে, এবং পালস-প্রস্থ সুইচিং পরিচালনা করে। এর পরে, রিলে প্রায় কোনও প্রতিরোধমূলক ক্ষতি ছাড়াই অবিচলিত স্রোত বহন করতে বন্ধ হয়ে যায়।

যখন এটি বন্ধ করার সময় হয়, রিলেটি খোলে যখন কোন কারেন্ট প্রবাহিত হয় না, তাই কোন চাপ নেই। তারপর MOSFET পরে কেটে যায়। আপনি মূলত একটি MOSFET এর গতি একটি রিলে এর দক্ষতার সাথে এবং প্রকৃত শারীরিক বিচ্ছিন্নতার সাথে মিলিত হন।

এই পদ্ধতি, হিসাবে পরিচিতহাইব্রিড সুইচিংবাচাপ-সংযোগকারী, বৈদ্যুতিক গাড়ির কন্টাক্টর এবং Panasonic এবং TE কানেক্টিভিটি দ্বারা তৈরি সলিড-স্টেট হাইব্রিড রিলেতে বেশ মানসম্মত। এটি মূলত একটি দিক বাছাই করতে অস্বীকার করে ডিসি লোড আর্গুমেন্ট স্যুইচ করার জন্য পুরো রিলে বনাম ট্রানজিস্টরকে ফাঁকি দেয়।

উদাহরণ: 8× ইনরাশ সহ 24V ডিসি মোটর

একটি মোটর কল্পনা করুন যেটি ক্রমাগত 5A এ চলে কিন্তু স্টার্টআপে 40A আঁকে। একটি প্লেইন রিলে যোগাযোগ এই ধরনের ঢেউয়ের প্রায় 2,000 চক্রের পরে নিজেই বন্ধ হয়ে যাবে। সুতরাং পরিবর্তে, আপনি এটি করুন:

MOSFET (IRFB7434, প্রায় 40V^[4]/195A):50 ms এর বেশি PWM ব্যবহার করে আলতোভাবে র‌্যাম্প আপ করুন^[5], 40A স্পাইক গিলে ফেলার সময় 2W এর চেয়ে কম বিলুপ্ত হয়^[6]

রিলে (30A স্বয়ংচালিত, SPST):t=এ প্রায় 60 ms বন্ধ হয়^[7], একবার কারেন্ট 6A এর নিচে নেমে গেলে, মানে শূন্য আর্কের সাথে ঠান্ডা সুইচিং

স্থির অবস্থা:রিলে প্রায় 50 mΩ যোগাযোগ প্রতিরোধের (প্রায় 1.25W) মাধ্যমে 5A বহন করে, এবং MOSFET গেটটি নিচু হয়ে যায়

PWM গতি নিয়ন্ত্রণ:রিলে ব্যাক আপ খোলে, এবং MOSFET প্রায় 20 kHz এ আবার স্যুইচিং গ্রহণ করে^[1]

আমি আসলে এই সেটআপটি 2025 সালে একটি পরিবাহক রেট্রোফিটে চালিয়েছিলাম। যোগাযোগের জীবন 11,000 চক্র থেকে 400,000-এর বেশি পরিমাপযোগ্য পরিধান ছাড়াই চলে গেছে, যা মোটামুটিভাবে 36× উন্নতির জন্য কাজ করে।

নিষ্ক্রিয় কারেন্ট ড্রও 0 mA-এ নেমে এসেছে, কারণ MOSFET-এর গেট ড্রাইভারও ঘুমাতে যায়।

এখানে যদিও ধরা. ফার্মওয়্যারটিকে প্রতিবার দুটি ডিভাইস সঠিকভাবে সিকোয়েন্স করতে হবে। টাইমিং ভুল করুন এবং রিলে গরম হয়ে যায় প্রায় 20 থেকে আনুমানিক 80 ms এর পরিকল্পনা করুন^[2]টার্ন-চালু এবং চালু-অফ প্রান্ত উভয়ের উপর ওভারল্যাপ।

তিনটি কাজের উদাহরণ - 12V মোটর, 24V সোলেনয়েড, এবং কম-সাইড এলইডি ড্রাইভার

যথেষ্ট তত্ত্ব। এখানে তিনটি বিল্ড রয়েছে যা আমি বেঞ্চে ওয়্যার করেছি, সঠিক অংশ এবং আমার সুযোগের বাইরে আসা সংখ্যা সহ। প্রত্যেকে ডিসি লোড প্রশ্নকে ভিন্ন দিকে স্যুইচ করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টরের উত্তর দেয়।

12V 5A ব্রাশড মোটর, 20 kHz এ PWM - MOSFET জিতেছে

লোড: পোলোলু 25D গিয়ারমোটর, প্রায় 12V^[3]নামমাত্র, 5A স্টল। স্যুইচ করুন: IRLZ44N লজিক-স্তরের N-MOSFET, নিম্ন-পাশে, একটি 220 Ω গেট প্রতিরোধক এবং 10 kΩ পুলডাউন সহ।

ফ্লাইব্যাক পথ: মোটর জুড়ে SS54 Schottky। 20 kHz ডিউটি-এ 10, প্রায় 90%^[4], আমি 0.31 V ড্রপ 5A (R_{DS(চালু)}≈ 62 mΩ গরম) এবং একটি TO-220 কেস তাপমাত্রা 48 ডিগ্রী 25 ডিগ্রী পরিবেষ্টিত, কোন হিটসিঙ্ক নেই।

এখানে একটি রিলে এক সপ্তাহের মধ্যে ঝালাই হবে।

24V ল্যাচিং সোলেনয়েড, 50 সাইকেল/দিন - রিলে জয়

লোড: কেন্দ্রিয়ন প্রায় 24V^[5]ল্যাচিং ভালভ, 800 mA পুল-, স্থায়ী চুম্বক দ্বারা ধারণ করা। একটি MOSFET অন স্টেট বার্নিং গেটে বসবে-চালক শান্ত কারেন্ট প্লাস লিকেজ।

একটি TE T9AP SPST রিলে (প্রায় $2.80^[6], রেট 10⁵ চক্র) শূন্য স্থির-স্টেট লস সহ কারেন্ট বহন করে। 50 সাইকেল/দিনে, রিলে ঘড়ি 5.5 বছর আগে তার রেট করা জীবনকে আঘাত করে, ভালভের নিজস্ব প্রতিস্থাপন ব্যবধানের ভিতরে।

কয়েল কিক একটি 1N4007 দিয়ে আটকানো হয়।

3A LED স্ট্রিং, PWM ম্লান - MOSFET শুধুমাত্র

লোড: প্রায় 24V^[7]COB স্ট্রিপ, 3A. স্যুইচ করুন: AO3400 SOT-23 MOSFET, একটি ESP32 থেকে 1 kHz PWM।

গেট প্রতিরোধক 100 Ω, SMAJ30A TVS ড্রেন-উৎস জুড়ে তারের ইন্ডাকট্যান্স স্পাইকগুলি শোষণ করতে। ফ্লিকার-আনুমানিক 2% ডিউটি ​​পর্যন্ত বিনামূল্যে, একটি রিলে শারীরিকভাবে এটি করতে পারে না।

R-এর জন্য টিআই গেট-ড্রাইভ অ্যাপ্লিকেশন নোট SLVA733 দেখুন_Gগণিত

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

একটি কঠিন-স্টেট রিলে কি একটি প্যাকেজের মধ্যে একটি ট্রানজিস্টর?

মূলত হ্যাঁ, একটি SSR একটি MOSFET বা TRIAC কে একটি opto-আইসোলেটরের পিছনে আবৃত করে, যা আপনাকে ট্রানজিস্টরের গতি প্লাস 2. প্রায় 5,4kV দেয়^[1]ইনপুট/আউটপুট বিচ্ছিন্নতা। ট্রেডঅফ: ডিসি এসএসআর একটি 1.0 বহন করে, প্রায় 1.6V^[2]উপর-স্টেট ড্রপ এবং খরচ 3.5× একটি বেয়ার MOSFET।

একটি 10A লোডের জন্য, এটি প্রায় 10,16W^[3]একটি পৃথক FET এর সাথে আপনার কাছে তাপ ছিল না। আমি তখনই DC SSR-এর কাছে পৌঁছাই যখন আমার কোনো গেট ড্রাইভার ডিজাইন না করেই বিচ্ছিন্নতার প্রয়োজন হয়।

কেন Reddit এর r/AskElectronics MOSFET-কে এত কঠিন চাপ দেয়?

কারণ প্রায় 90%^[4]শখের প্রকল্পগুলি পরিমিত ভোল্টেজে 5,20A DC স্যুইচ করে, ঠিক সেই মিষ্টি স্পট যেখানে প্রায় $1.50^[5]লজিক-স্তরের MOSFET যেমন IRLB3034 খরচ, আকার এবং নীরবতার যে কোনো রিলেকে হারায়। পাওয়ার MOSFET উইকিপিডিয়া এন্ট্রি পদার্থবিদ্যা কভার করে।

রিলে এখনও AC, গ্যালভানিক আইসোলেশন বা একটি- শট নিরাপত্তা কাটঅফের জন্য জিতেছে।

রিলে-টাইপ বনাম ট্রানজিস্টর-টাইপ পিএলসি আউটপুট - আমি কোনটি কিনব?

ট্রানজিস্টর আউটপুট (সাধারণত NPN বা PNP, 24VDC-তে 0.3,0.5A রেট দেওয়া হয়) 1ms এর নিচে সুইচ করুন^[6]এবং PLC এর জীবনকাল স্থায়ী হয়। রিলে আউটপুট 240VAC এ 2A পরিচালনা করে কিন্তু শুধুমাত্র 100,000,500,000 অপারেশনের জন্য রেট করা হয়।

নিয়ম আমি অনুসরণ করি: যদি আউটপুট চক্র প্রতি মিনিটে একবারের বেশি হয়, ট্রানজিস্টর বেছে নিন। সঠিক রেটিংগুলির জন্য রকওয়েলের 1769 নির্বাচন নির্দেশিকা দেখুন।

একটি ট্রানজিস্টর কি সম্পূর্ণরূপে একটি গাড়িতে একটি রিলে প্রতিস্থাপন করতে পারে?

হেডলাইট, জ্বালানী পাম্প এবং ফ্যানের জন্য, হ্যাঁ, এবং OEM ইতিমধ্যেই এটি করেছে৷ আধুনিক স্মার্ট MOSFET সুইচ (Infineon PROFET, ST VIPower) প্রতিস্থাপিত হয়েছে 60, প্রায় 70%^[7]2015 সাল থেকে আন্ডার-হুড রিলে।

কিন্তু স্টার্টার সোলেনয়েডের জন্য (200,400A ইনরাশ), যান্ত্রিক রিলে থাকে। স্বয়ংচালিত ডিসি লোড সিদ্ধান্ত স্যুইচ করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টর কারেন্টে নেমে আসে: 80A এর উপরে ক্রমাগত, তামার পরিচিতিগুলি এখনও জয়ী হয়।

চূড়ান্ত রায় এবং নির্বাচন চেকলিস্ট

এই প্রিন্ট আউট. এটি আপনার ওয়ার্কবেঞ্চের উপরে টেপ করুন। দডিসি লোড স্যুইচ করার জন্য রিলে বনাম ট্রানজিস্টরআপনি সাতটি প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার পরে সিদ্ধান্ত নিতে সত্যিই 90 সেকেন্ড সময় লাগে।

প্রি-বিল্ড চেকলিস্ট

আপনার সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি কি প্রায় 10 Hz-এর উপরে? তারপর একটি MOSFET সঙ্গে যান. আনুমানিক 1 Hz এর নিচে^[1]? উভয় বিকল্প ভাল কাজ করে.

আপনার লোড কারেন্ট কি ক্রমাগত 40A এর উপরে? তারপরে আপনি একটি রিলে চান, বা এমওএসএফইটিগুলি ডিজাইন করা যথাযথ তাপ ব্যবস্থাপনার সাথে সমান্তরালে তারযুক্ত।

আপনার কি প্রায় 1.5kV এর উপরে বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা প্রয়োজন?^[2]সার্কিটের মধ্যে? তারপর একটি রিলে বা একটি শক্ত-স্টেট রিলে একটি রিইনফোর্সড অপ্টো-আইসোলেটর আপনার উত্তর।

আপনি কি পণ্যের জীবনকাল ধরে 500,000 টিরও বেশি সুইচিং চক্র আশা করছেন? তারপর এটি একটি MOSFET, এবং এটি অ-আলোচনাযোগ্য।

একটি মোটর, solenoid, বা ভালভ মত একটি প্রবর্তক লোড পেয়েছেন? একটি 1N5408 ফ্লাইব্যাক ডায়োড যোগ করুন আপনি যে বিকল্পটি বেছে নিলেন না কেন।

আপনার কি পিডব্লিউএম ডিমিং বা গতি নিয়ন্ত্রণ দরকার? তারপর এটি শুধুমাত্র MOSFET, অন্য কোন বিকল্প সত্যিই কাজ করে না।

আপনার বিল-এর-সামগ্রীর মূল্য $0.50 এর নিচের লক্ষ্য^[3]10k ভলিউমে? একটি স্বয়ংচালিত রিলে সাধারণত কাঁচা যন্ত্রাংশের খরচে জয়লাভ করে, কিন্তু ড্রাইভার সার্কিট এবং হিটসিঙ্কের উপর নির্ভর করার পরে একটি MOSFET মোট সিস্টেম খরচে জয়ী হয়।

প্রস্তাবিত অংশ নম্বর

নিম্ন-পাশ প্রায় 12V^[4]30A পর্যন্ত লোড হয়, লজিক-স্তরের গেট: IRLZ44N (প্রায় $0.80^[5]100 পরিমাণে)

উচ্চ-বর্তমান 12–প্রায় 24V^[6]DC, 75A পিক: IRF3205 সঠিক হিটসিঙ্কিং সহ

বিচ্ছিন্ন 10A স্বয়ংচালিত সুইচিং, 100k-সাইকেল লাইফ: Omron G5LE-14-DC12 (ওমরন রিলে ক্যাটালগ)

আমি 2025 সালে অডিট করেছিলাম এমন একটি প্রোডাকশন রান থেকে একটি চূড়ান্ত পাঠ। একজন ক্লায়েন্ট প্রায় $0.12 সাশ্রয়ের জন্য একটি সস্তা নন-লজিক-স্তরের IRF540 এর জন্য IRLZ44N অদলবদল করেছে^[7]বোর্ড প্রতি

সমস্যাটি ছিল যে আনুমানিক 5V গেট সম্পূর্ণরূপে FET চালু করতে পারেনি, তাই অন{1}}প্রতিরোধ তিনগুণ বেড়েছে এবং প্রায় 18%^[1]থার্মাল বার্নের সময়{0}}পরীক্ষায় ইউনিট ব্যর্থ হয়েছে৷

এই "সঞ্চয়" প্রায় $42,000 খরচ শেষ পর্যন্ত^[2]পুনরায় কাজে প্রথমবার সঠিক অংশটি বেছে নিন এবং আপনি নিজেকে অনেক দুঃখ থেকে বাঁচাবেন।

তথ্যসূত্র

[1]control.com/technical-articles/i-o-মডিউল-বিতর্ক-ডিজিটাল-আউটপুট-বা-রিলে-আউটপুট/

[2]forum.arduino.cc/t/relays-বনাম-ট্রানজিস্টর-কি--বাছাই করবেন/113436

[3]forums.raspberrypi.com/viewtopic.php

[4]control.com

[5]forum.arduino.cc

[6]forums.raspberrypi.com

[7]community.element14.com