Rele


Rele on sähköisesti ohjattu kytkin. Releelle tuodaan ohjaussignaali, jonka perusteella se joko avaa tai sulkee ohjaamansa piirin. Riippuen ohjatun piirin jännitteden ja virtojen suuruudesta, käytetään hieman erilaisia rakenteellisia toteutustapoja. Releellä saadaan ohjattua pienillä ohjausvirroila suuritehoisia piirejä, ja se soveltuu käytettäväksi myös silloin, kun halutaan ohjata yhdellä ohjaussignaalilla usean piirin toimintaa. Releiden eduksi voidaan laskea myös niiden yksinkertainen rakenne ja hyvä luotettavuus. Releen keksi Joseph Henry vuonna 1835. [1]

rele4.jpg
Kuva 1. Käytetyt piirrosmerkit piirikaavioissa.

Tavallisimmat toteutustavat

Sähkömekaaninen

Perinteisellä tavalla valmistettu rele toimii sähkömekaanisesti. Komponentissa on kela, jolle tuodaan ohjaussignaali. Ohjaussignaalin kelassa aiheuttama magneettikenttä vetää releen ohjaamat koskettimet joko auki tai kiinni -asentoon. Tämä toteutustapa on toimiva, kun ohjausta ei muuteta liian usein. Koska kyse on mekaanisesta kytkimestä, aiheuttaa kytkeminen aina kulumista releen koskettimissa. Valmistajat ilmoittavat releille niiden kytkemiskertojen keston nimelliskuormalla. Rele ei saisi olla myöskään liian kauan käyttämättömänä, tällöin vaarana on kosketinkärkien hapettuminen. Tyypillisiä käyttökohteita sähkömekaanisille releille on yleiset sähköverkot ja ajoneuvot. Sähkömekaaniset releet sietävät hyvin häiriöitä, kuten hetkellisiä jännite- ja virtapiikkejä.

Puolijohde

Puolijohteilla toteutetut releet käyttävät kytkemiseen esimerkiksi mosfettejä tai triakkeja. Toteutustavan etuna on huomattavasti parempi kulutuskestävyys toistuvasti kytkettäessä. Puolijohdereleet ovat myös huomattavasti nopeampia verrattuna sähkömekaanisiin. Ongelmana on herkkyys häiriöille, sekä niiden vaatima jäähdytys.

Käyttö

Releistä on olemassa hieman erilaisia, riippuen niiden käyttökohteista. Lämpöreleillä suojataan järjestelmää liialta lämmöltä. Tällöin koskettimat avautuvat ja sulkeutuvat lämpötilan mukaan. Pikareleitä käytetään, kun vaaditaan suuria toimintanopeuksia. Eniten käytetty pikarele on Reed-rele. Piirilevyille kytkettäväksi on kehitetty erikseen pienoisreleitä, jotka sopivat hyvin digitaalitekniikan tarpeisiin. Aikaisemmin releillä on toteutettu jopa logiikkapiirejä, mutta niistä on luovuttu hitauden ja suuren koon vuoksi. Tasavirtakäytössä järjestelmää voidaan suojata virran katkaisun synnyttämältä induktiojännitteeltä kytkemällä estosuuntainen diodi kelan kanssa rinnan. [2]

Rakenne

Perinteisessä releessä on rautasydäminen kela, johon tuodaan releen ohjausvirta. Kelan synnyttämä magneettikenttä vetää niin sanottua ankkuria. Ankkuri on yhteydessä kelan kosketinkärkiin, ja vedon tapahtuessa se joko työntää kosketinkärjet yhteen, tai vaihtoehtoisesti irroittaa ne. Releitä on olemassa sekä ohjauksella kytkettäviä että katkaisevia. Releen koko mahdollistaa usein toimintaa selvittävän kuvan esittämisen kotelossa.[3]


rele3.jpg
Kuva 2. Omakotitalon sähkötaulu

Kuva omakotitalon sähkötaulusta. Kuvassa olevat releet saavat ohjauksen valokatkaisijoilta ja kytkevät valaisinpiirit päälle. Releissä on myös painikkeet, joilla ohjausta voidaan muuttaa suoraan komponentilta.
  1. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Rele [viitattu 5.2.2010]
  2. ^ Vesa Volotinen, 2006, Analoginen elektroniikka: komponentit ja peruskytkennät
  3. ^ Kuva yksinkertaisesta releestä: http://www.r1200gs.info/howto/images/relay-1.jpg [viitattu 5.2.2010]