리드 릴레이 완벽 가이드: 기초부터 응용까지

전기 회로에서 릴레이는 회로 접점을 열고 닫는 임무를 맡은 스위치입니다. 릴레이는 전자기적으로 또는 전자적으로 이를 수행할 수 있습니다. 또한 릴레이는 기계식 릴레이와 반도체 릴레이 두 그룹으로 나뉩니다. 이 기사에서는 리드 릴레이라고 불리는 기계식 릴레이 유형을 종합적으로 살펴봅니다.

준비되셨다면 시작해 보겠습니다.

리드 릴레이란?

앞서 말했듯이 리드 릴레이는 기계식 릴레이 유형입니다. 기계적이라는 의미는 접점이 기계적으로 열리고 닫힌다는 뜻입니다.

이제 리드 릴레이는 전자기 코일을 사용하여 하나 또는 최대 8개의 리드 스위치를 제어합니다.

리드 스위치(들)는 릴레이 코일 내에 있으며, 보빈 주위에 감긴 자가 포함된 구리선 또는 구리로 구성됩니다.

리드 스위치

구조 비교: 릴레이 대 리드 릴레이

이 섹션은 릴레이가 리드 릴레이와 어떻게 비교되고 다른지 이해하는 데 도움이 됩니다.

리드 릴레이는 기계식이지만 기존 전자기 릴레이와는 다릅니다.

전자기 릴레이

예를 들어 전자기 릴레이는 입력 회로에서 제공하는 흡입력을 사용하여 작동합니다. 입력 회로는 요크와 전자기 코어 사이에 있습니다.

즉, 이 유형의 릴레이는 크기가 크고, 동작이 느리며, 수명이 짧지만 신뢰할 수 있습니다.

반면 리드 릴레이는 더 콤팩트하고, 빠르게 작동하며, 에너지 효율이 높고, 수명이 더 깁니다.

또한 리드 릴레이는 입력, 출력, 부하 단 상관없이 더 높은 전압을 처리할 수 있습니다.

리드 릴레이 단면도

출처: Wikimedia Commons

리드 릴레이 작동 원리

리드 릴레이는 비교적 간단한 방식으로 작동합니다. 전압이 인가되면 리드 릴레이 전자기 코일이 전류를 생성합니다.

둘째, 전자기 코일이 생성한 전류가 자기장을 방출하여 리드 릴레이의 스위치 접점을 닫습니다.

반면 전압을 제거하면 전자기 코일이 리드 릴레이 스위치 접점을 엽니다.

리드 릴레이 동작

출처: Wikimedia Commons.

리드 릴레이 특성

• 콤팩트한 크기
• 빠른 동작 속도
• 오래 지속
• 신뢰할 수 있음
• 높은 유연성
• 높은 전기적 성능
• 매우 안전함

리드 릴레이 응용 분야

리드 릴레이는 높은 유연성과 무엇보다 긴 수명으로 탁월한 평판을 얻었기에 산업 전문가들이 수많은 용도를 찾았습니다.

포함되는 분야:

• 지열, 채광, 석유, 가스 생산 장비의 본질 안전
• 의료 기기 전압 절연
• 재생 에너지 전압 절연
• 테스트 장비, 집적 회로, 멀티플렉서 고밀도 매트릭스
• 자동차 배터리 시스템 조절 및 관리

자동차 배터리

올바른 릴레이 선택 방법?

적절한 릴레이를 선택하려면 다양한 릴레이 유형과 응용 분야를 알아야 합니다:

• FET 스위치 - 저전압 응용 및 고속 멀티플렉서 구성
• 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) - 멀티플렉서 및 매트릭스에 사용
• 전자기계식 릴레이 - 범용 구성, 멀티플렉서, 매트릭스

이제 적절한 릴레이를 선택하려면:

다양한 부하에 다른 부하 요구 사항이 있으므로 필요한 전류량을 고려하세요.

부하 구동 전압; 릴레이 전압 정격이 부하 구동 전압과 같거나 더 높아야 합니다.

릴레이의 스위칭 속도를 확인하세요.

응용 회로 예시

아래에서 리드 릴레이 스위칭 응용을 사용하는 회로를 살펴봅니다.

전류 모니터링 회로

이 회로는 저항, LED, 리드 스위치를 사용하여 회로를 통한 전류 존재를 표시합니다.

저항

보통 리드 스위치는 10~110 암페어-턴(AT)이 필요합니다. 암페어-턴은 코일 턴 수와 코일 전류를 곱하여 계산합니다.

따라서 암페어-턴이 낮을수록 리드 스위치의 감도가 높습니다.

예를 들어 양쪽 전구가 있는 자동차 헤드라이트는 12V 동작 시 최대 8암페어가 필요합니다.

즉, 50 AT 리드 스위치로 전류를 모니터링하려면 코일 8턴이 필요합니다.

따라서 전구 중 하나가 고장나면 전류가 감소하여 리드 스위치가 접점을 열고 전구를 끕니다.

작동 원리

전류 모니터 1

전류 모니터 1

위 다이어그램에서 리드 스위치가 닫혀 있을 때만 LED가 켜지며 전류가 존재함을 나타냅니다.

전류 모니터 2

전류 모니터 2

여기서는 반대입니다. 리드 스위치가 열리면 LED가 켜져 전류가 없음을 알립니다.

컵보드 라이트 스위치

컵보드 라이트는 타이머가 있는 자동 LED 램프를 말합니다. 물건을 꺼낼 때 선명하게 보기 위해 컵보드를 밝히는 데 사용할 수 있습니다.

컵보드를 열면 LED 조명이 1~3분간 켜져 있습니다. 또한 캐비닛을 닫으면 LED가 꺼집니다.

컵보드 라이트 스위치 회로도

작동 원리

위 회로에서 C2와 R2 구성 요소가 전구 점등 시간(1~2분)을 조절합니다. 또한 IC1 NE 555 타이머가 시간 지연을 제공합니다.

9V 배터리가 회로에 필요한 전력을 공급하고 리드 릴레이 스위치가 회로 자동화를 허용합니다.

자석이 스위치 근처로 움직이면 리드 접점이 분리되어 컵보드 문을 닫을 때 LED가 꺼집니다.

자석이 페로마그네틱 특성인 리드 접점에 영향을 미치기 때문입니다.

한편 문을 열면 리드 접점이 연결되어 회로에 전원이 공급됩니다.

타이머 핀 2가 접지를 트리거함으로써 타이머가 활성화되어 출력을 높이고 전구를 켭니다.

컵보드 라이트를 만들고 싶다면 업계 전문가들은 회로와 자석을 더 가깝게 두라고 조언합니다.

더 작은 간격 크기는 회로가 실용적이기 위해 필수적입니다.

아두이노 보안 알람

이 아두이노 보안 알람 회로는 프론트엔드 센서가 침입 시도를 감지하면 큰 소리를 내며 작동합니다.

또한 시스템에 성능 향상을 위한 LCD 화면이 있습니다.

아두이노 보안 알람 회로

출처: Electroschematics

작동 원리

알람을 켜면 회로가 즉시 대기 모드로 들어가고 LCD 화면에 "ALARM"이 표시됩니다.

시스템이 바 자석과 N/O 리드 스위치를 사용하여 결함을 표시한다는 점을 명심하세요. 따라서 대기 시 리드 스위치가 "닫힘"(리드 접점 연결)인지 확인하세요.

둘째, 리드 스위치가 열리면 저항 R2와 압전 스피커의 도움으로 아두이노 핀이 하이 상태가 되어 알람 신호를 방출합니다.

결과적으로 LCD 화면에 "ALARM ACTIVATED"가 표시됩니다. 아두이노 보드의 리셋 스위치가 작동할 때까지 LCD 메시지가 표시됩니다.

이 시스템은 알람이 트리거된 횟수를 소유자에게 알릴 수 있습니다.

또한 R2는 LCD 백라이트 전류 댐퍼 역할을 하고, P1은 디스플레이 차별화 관리자입니다.

도어 아자 알람

이 비퍼 회로는 리드 스위치와 바 자석을 센서로 사용합니다.

작동 원리

문을 닫으면 바 자석이 리드 스위치 가까이 이동하고 접점(자성 재료)이 닫힌 상태를 유지합니다.

결과적으로 입력 단자의 로우 로직 상태가 비퍼 회로를 비활성화합니다.

반면 문을 열면 자석이 리드 스위치에서 멀어지며 열립니다.

하이 로직 상태가 되어 스피커가 0.8초 켜짐, 0.8초 꺼짐 주기로 지속적으로 비프음을 냅니다.

회로 조립 후 외부 오염 방지를 위해 플라스틱 케이스에 넣으세요. 그런 다음 릴레이 스위치를 향하는 직선으로 자석을 장착하세요.

도어 아자 알람 회로

리드 릴레이 장점

• 50mΩ 미만의 접점 저항
• 최대 7GHz 주파수 스위칭/RF 스위칭
• 10000볼트까지 스위칭 가능
• 단일 릴레이에 1~8개 리드 릴레이 처리
• 나노볼트 스위칭 범위(낮음)
• AEC-Q200 KT시리즈 자동차 표준 테스트 통과
• 부식과 이물질로부터 밀봉되어 안전
• 위험한 장소에서도 신뢰할 수 있음
• 부하 의존적 평생 스위칭 수십억 회
• ATEX, VDA, CSA 표준에 따라 제작
• 낮은 전력 소비

요약

리드 릴레이는 수많은 기능을 자동화하여 보안을 강화하고 사고 발생을 줄이는 데 도움을 주었습니다.

이 기사를 읽고 리드 릴레이와 그 응용 분야에 대해 더 깊은 이해를 얻으셨기를 바랍니다. 그러나 더 많은 정보가 필요하면 언제든 연락 주세요.