I relè sono piccoli commutatori di potenza, indispensabili nella progettazione di qualsiasi circuito elettronico. Servono a inviare potenza tramite un semplice segnale elettrico, senza dover intervenire manualmente sull’apertura o chiusura di un interruttore. I relè si dividono principalmente in due tipologie ben distinte, quella dei relè elettromeccanici (EMR), nei quali il circuito è garantito da forze elettromagnetiche che alimentano il movimento di una parte mobile, e quella più recente dei relè statici o a stato solido (SSR), maggiormente compatti, privi di parti meccaniche e capaci di condurre frequenze maggiori.
Come scegliere un relè
Grazie alle loro caratteristiche, con il tempo i relè a stato solido si sono fatti apprezzare sempre di più. Un componente di tipo SSR consente, infatti, un notevole risparmio di volumi poiché, oltre ad avere dimensioni generalmente minori rispetto a quelle dei più tradizionali EMR, non necessita di particolari circuiti né di dissipatori di calore. L’assenza di tali componenti aggiuntivi consente un ingombro minore, stimato attorno al 50%, con chiari benefici che si riflettono necessariamente anche sul fattore economico. Inserire un relè statico, seppure al momento dell’acquisto può risultare lievemente più costoso, consente infatti di tagliare diversi costi sia in fase di progetto sia in fase di esercizio; inoltre, si tratta di un componente del tutto privo di parti mobili, di conseguenza non soggetto ai danni dovuti all’usura.
Relè: collegamento e funzionamento
I relè a stato solido possono essere utilizzati su diversi circuiti garantendo, in ogni caso, una risposta ottimale sia in alta che a bassa potenza. In fase di installazione, è possibile stabilire se inserirli in prossimità della presa o collocarli sul circuito, con la differenza che nel primo caso, eventuali operazioni di sostituzione possono risultare più semplici. Per installarli bisogna seguire scrupolosamente le istruzioni d’uso, avendo cura di collegare alle rispettive fonti i cavi di controllo positivi e negativi, il cavo di controllo per l’interruttore e il collegamento alla fonte di alimentazione, che ne consente il funzionamento. Nelle fasi di montaggio, è bene procedere sempre rispettando la polarità e le direttive del costruttore, senza dimenticare che è di fondamentale importanza conoscerne il corretto funzionamento all’interno del circuito.
Schema e funzionamento di un relè a stato solido
Un relè statico è composto da diversi blocchi che ne garantiscono un perfetto utilizzo in qualsiasi circuito elettronico. Il primo è il cosiddetto blocco di ingresso, tramite il quale viene inviata tensione ai due morsetti (indicati con i termini A1 e A2 o con la simbologia + e – rispettivamente per corrente alternata AC o corrente continua DC); l’ultimo blocco è invece quello del circuito in uscita, che in base al tipo di corrente può avvalersi di due diversi semiconduttori. La differenza è che, in caso di corrente alternata, lo stadio di uscita si avvarrà del controllo di un Triac, con un circuito di assorbimento di sovratensioni di resistenza RC; in presenza di corrente continua, funzionerà invece con un BJT e ad assolvere alla funzione di protezione sarà un classico diodo. Gli stadi intermedi comprendono invece il blocco del foto-accoppiatore, responsabile della divisione dei due circuiti tra l’ingresso e l’uscita, e il blocco di commutazione a zero, dove la commutazione si verifica nel momento in cui la tensione raggiunge il valore nullo.
Montaggio e dissipazione del calore
Nelle operazioni di fissaggio, soprattutto quando si tratta di circuiti a livello industriale, bisogna tener conto dell’eventuale dispersione del calore che si verifica in fase di esercizio. A differenza dei relè elettromeccanici, quelli a stato solido possono fare a meno di voluminosi dissipatori di calore ma, nel progettarne la collocazione, è importante fare in modo che sia prevista un’opportuna dissipazione termica. Proprio per questo, gli SSR possono contare su un solido supporto in metallo, che ne favorisce l’inserimento su apposite alette di raffreddamento; l’installazione può avvenire in genere tramite barra din, con il supporto di una pasta termica da inserire tra il relè a stato solido e l’aletta stessa.
