기계식 릴레이의 구조 (Latching vs Non-Latching)

 

 

기계식 릴레이(Electromechanical Relay)의 구조

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1. 구성요소

• 전자석 (Electromagnet):
  • 전류가 흐를 때만 자석의 성질을 띠는 자석으로 철심에 코일을 감아놓은 형태다. 제어 회로(Coil Terminals에 연결)로부터 전류가 흐르면 자성을 띄고, 전류가 끊기면 자성을 잃는다.
• 가동 철편 (Moveable armature):
  • 전자석 위에서 위아래로 움직일 수 있도록 배치된 금속 판이다. 전자석이 자성을 띠면 아래로 끌려 내려가고, 자성이 없어지면 다시 위로 올라간다.
• 스프링 (Spring):
  • 전자석에 전류가 끊겼을 때, 가동 철편을 원래 위치(위쪽)로 되돌려주는 역할을 한다.
• 접점 (Relay contacts):
  • 실제 부하 회로(Common Terminal과 Normally Open Terminal에 연결됨)를 연결하거나 끊어주는 스위치 내부의 금속 단자이다.
    • COM : 가동 철편에 붙어있는 공통 접점
    • NC (Normally Closed): 평소에 COM과 붙어 있는 접점
    • NO (Normally Open): 평소에는 떨어져 있다가, 제어 회로에 전류가 흐르면 COM 붙는 접점

 

2. 동작 방식

ex. NC 쪽은 비워두고 COM - NO 회로를 구성한 경우

1. 평상시
   • 코일에 전류가 흐르지 않으면 스프링이 가동 철편은 잡아당겨서 접점 부위는 위로 올라간 상태를 유지한다.
   • COM 접점이 NO와 떨어져 있으므로, 부하 회로는 끊어져 있고 작동하지 않는다.
2. 작동 시
   • 제어 회로에 전류가 흐르면 전자석이 자성을 띄고 가동 철편을 아래로 당긴다.
   • COM 접점이 NO 접점과 붙으면서, 부하 회로에 전류가 흐르게 된다.

 

 

 

 

3. Non-latching vs Latching Relay

앞서 설명한 동작 방식은 일반적으로 가장 많이 사용되는 Non-latching 릴레이를 기준으로 한 것이다. 릴레이는 크게 Non-Latching 타입과 Latching 타입이 존재한다.

 

구분	Non-latching Relay	Latching Relay
전류 제거 후 상태	초기 상태로 복귀	마지막 상태 유지
코일 전력	계속 필요	제어 순간만 필요
소비전력	큼	작음
주 용도	범용적인 일반 제어용	배터리로 동작하는 저전력 기기, 정전시에도 마지막 상태 유지가 필요한 장치

 

• Non-latching Relay : 코일에 전류가 흐르는 동안만 접점이 전환되며, 전류가 끊기면 스프링의 힘으로 원래 상태(NC)로 복귀한다. 따라서 접점을 유지하려면 코일에 계속 전류를 공급해야 한다.
• Latching Relay : 짧은 제어 신호(펄스)를 한 번 인가하면 접점 상태를 그대로 유지한다. 이후 코일에 전류가 흐르지 않아도 마지막 상태를 유지한다. Latching Relay는 다시 코일의 구성에 따라 1-Coil 방식과 2-Coil 방식으로 구분된다.
  • 1-Coil Latching Relay : 코일이 하나이므로 같은 코일에 전류를 반대 방향으로 흘려 SET과 RESET을 수행한다. 따라서 H-Bridge와 같은 양방향 구동 회로가 필요하다.
  • 2-Coil Latching Relay : SET 코일과 RESET 코일이 각각 따로 있어서, SET 코일에 펄스를 인가하면 ON 상태가 되고,
    RESET 코일에 펄스를 인가하면 OFF 상태가 된다.

 

 

 

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