Relais

Het principe van elektromechanische relais (EMR) is reeds beschreven. Ze zijn tot 20 procent goedkoper dan de duurdere solid-state relais. Bovendien is hun stroomverbruik aanzienlijk lager, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor lage stroomsterkten. In tegenstelling tot solid-state relais hebben EMR's over het algemeen niet zulke grote warmteverliezen in het belastingsstroompad. Terwijl halfgeleiderrelais vaak op een koellichaam moeten worden gemonteerd, is dit bij elektromagnetische relais niet nodig. 

Deze zwakte van de halfgeleiderrelais is niet van toepassing op PhotoMOS-relais. In hun geval is echter een hoge contactweerstand merkbaar in vergelijking met elektromechanische relais. Zij hebben ook lagere gemiddelde spanningsverliezen in het belastingscircuit dan solid-state relais. Elektromechanische relais kunnen niet zonder meer met wisselspanning worden bediend, omdat het magnetisch veld voortdurend polariteit omkeert en het anker dus niet constant kan worden vastgehouden. Daarom zijn er speciale fase- of schaduwpoolrelais voor dit doel. U kunt een gelijkstroomrelais alleen op wisselspanning aansluiten met een voorgeschakelde gelijkrichter.

Solid-state relais (SSR) zijn elektronische relais die worden uitgevoerd met elektronische schakelaars zoals transistors, thyristors of triacs. Zij zijn geschikt voor het schakelen van resistieve en inductieve belastingen. Hier wordt galvanische scheiding gewoonlijk bereikt via PhotoMOS transmissie. Halfgeleiderrelais zijn duurder dan elektromagnetische relais, maar hebben een lagere signaalvervorming. Dit is belangrijk voor thermokoppels of microfoons, bijvoorbeeld. Terwijl bij elektromagnetische relais de signaalweg merkbaar kan worden vervormd door de verschillende temperatuurniveaus van de twee geleidermaterialen (thermo-elektrische spanning), heeft de zogenaamde offsetspanning die wordt opgewekt door vrije ladingsdragers in de halfgeleider een veel kleinere invloed op het signaal.

Aangezien solid-state relais zonder bewegende delen werken, zijn zij over het algemeen duurzamer en geschikt voor ongunstige omgevingsomstandigheden, zoals gebruik in de buurt van explosieve gasmengsels. Er is geen schakelgeluid en solid-state relais zijn ongevoelig voor schokken en schokbelastingen. Aangezien er geen ferromagneet is geïnstalleerd, worden deze relais niet gemakkelijk gestoord door magnetische velden. Zij worden ook gebruikt in omgevingen waar hoge schakelsnelheden of lage schakelfrequenties vereist zijn. Een ander voordeel van deze relais is dat er geen "contact bounce" optreedt. Deze term wordt gebruikt om een verschijnsel te beschrijven waarbij, in plaats van een elektrisch contact onmiddellijk te sluiten, het contact verscheidene keren van tevoren opent en sluit. 

Een belangrijk kenmerk van solid-state relais: Met uitzondering van triac- en PhotoMOS-ontvangers is in het belastingscircuit slechts één stroomrichting mogelijk. Bij gebruik van solid-state relais met optocouplers moet ook worden opgemerkt dat deze in het algemeen niet zijn goedgekeurd voor omgevingstemperaturen boven 85°C. Voedingen die zijn opgebouwd met optokoppelaars hebben een lage bandbreedte van maximaal 25 kHz en reageren daarom traag op veranderingen in de ingangsspanning. Aangezien optocouplers een relatief hoog stroomverbruik hebben, mogen zij bijvoorbeeld niet worden gebruikt voor stand-by schakelingen.

Magneetschakelaars zijn op hun beurt speciale relais voor gebruik in de zware-stroomtechniek. Zij worden gekenmerkt door het feit dat de elektrische spanning en stroom in de belastingskring vele malen hoger kunnen zijn dan in de spoel van de stuurkring. Bovendien hebben zij gewoonlijk meerdere schakelcontacten, die nodig zijn voor het schakelen van driefasige belastingen.

Printrelais, ook bekend als "kleine relais", worden gebruikt in het laagspanningsbereik.

Interface relais zijn relais met speciale ingangen voor programmeerbare logische controllers (PLC's), industriële PC's, veldbussystemen en andere softwaregestuurde controllers. Zij worden vaak gebruikt wanneer softwaregestuurde stromen moeten worden geschakeld.

Tijdrelais zijn relais met een timingelement. Dit maakt een vertraging van de in- of uitschakeltijd mogelijk en is voordelig in bijvoorbeeld de automatiseringstechniek.

Belangrijke criteria bij de aanschaf van relais

• Bescherming tegen externe belastingsfactoren 
  Afhankelijk van de eisen kunnen relais structureel worden beschermd tegen bepaalde externe invloeden. Zo zijn er stofdichte relais en wasbestendige relais die zijn verzegeld door middel van een afdichting met giethars. Gasbeschermde relais zitten verzegeld in een glazen buis gevuld met inert gas, terwijl vacuümrelais gasvrij in deze glazen buis zitten.

• Criteria volgens uitschakelgedrag
  Volgens de gebruikscategorieën EN 60947-4-1 en EN 60947-5-1, worden relais gecategoriseerd volgens hun breekgedrag. Afhankelijk van de categorie zijn ze elk geschikt voor elektromagnetische of resistieve belastingen of andere speciale toepassingsgebieden. De categorie bepaalt ook het aantal fasen en dus het type stroom.

• Schakel- en stuurspanning
  In een relais wordt een basisonderscheid gemaakt tussen twee spanningen

• De stuurspanning is de spanning die in het stuurcircuit liggen, zodat het relais een van de schakeltoestand wordt geactiveerd. Hiervoor zijn in de regel een minimum- en een maximumwaarde in wiens bereik gesteld wordt.
• De schakelspanning is de spanning die na het openen in de laststroomkring aanliggen. Dat is dus de spanning die met de stuurspanning probleemloos in de laststroomkring geschakeld kan worden. Ook hiervoor zijn er in de regel een waarde voor minimum en maximum.
• Laststroom waarde
  De belastingsstroom waarde bepaalt de stroomsterkte, de hoogste in de laststroomkring permanent mag optreden. Is de stroomsterkte in de laststroomkring sterker dan aangegeven, is een van de andere relais worden gebruikt.
• Stootstroom
  De zogenaamde stootstroom bemisst de stroomsterkte die in de laststroomkring bij maximale spanning kan ontstaan. De stootstroom is doorgaans laag, als het relais op het moment van spanningspiek geschakeld wordt, en hoog, als hij op het moment van een spanning nulpunt gesteld wordt. Daarom hebben nul spanning schakelende relais in de regel een grote waarde in voor de stroomstoot. Een hoge stootstroom kan problemen veroorzaken. Zo kan de na relais liggende onderdeel beschadigd raken wanneer deze een zo hoge stootstroom niet verdraagt, of dat de lampen tot een vlamboog bij het uitschakelen.

Wat betekent "nulspanningsomschakeling"?

De voedingsspanning in gewone huishoudelijke en industriële circuits loopt niet continu, maar in een sinusoïdale curve. Als een apparaat wordt in- of uitgeschakeld op een moment dat de spanning niet nul is, treedt sterke hoogfrequente interferentie op (de zogenaamde inschakel- of uitschakelrand). Om dit te voorkomen kan het relais zo worden ontworpen dat het de belasting altijd alleen in de nulspanningscyclus schakelt, d.w.z. op het moment dat de spanning juist op nul staat.