Električne releje lahko razdelimo v dve kategoriji, in sicer elektromehanske releje in polprevodniške releje.
Elektromehanski releji
Elektromehanski releji so naprave, ki so po naravi elektromagnetne in pretvarjajo magnetni tok, ki ga ustvari enosmerni ali izmenični signal majhne vhodne moči okoli relejev, v mehansko silo, ki se uporablja za delovanje električnih kontaktov v relejih. Najpogosteje uporabljeni elektromehanski releji imajo vezje; navit okoli vpojnega železnega jedra; ki je znan kot primarni krog.
Železno jedro ima fiksni del, imenovan jarem, in armaturo, ki je premični del z vzmetjo, ki zapira zračno režo med premično armaturo in fiksno električno tuljavo, s čimer se zaključi tokokrog magnetnega polja. Armatura zapre kontakte, ki so pritrjeni nanjo, in se lahko prosto giblje med ustvarjenim magnetnim poljem zaradi svojega vrtljivega ali tečajnega položaja. Vzmet ali vzmeti so povezane med armaturo in jarmom, da ustvarijo povratni hod za povrnitev povezav v prvotni položaj, ko je tuljava releja brez napajanja ali je v izklopljenem stanju.
Konstrukcija elektromehanskega releja
Zgornja slika prikazuje preprost rele, ki ima dva niza električno prevodnih kontaktov. Releji so lahko 'normalno odprti' ali 'normalno zaprti'. Par kontaktov je označen kot normalno odprt ali vzpostavljanje kontaktov, en par pa je označen kot normalno zaprt ali prekinjen kontakt. Pri normalno odprtih kontaktih so kontakti odprti, ko ni vhodne napetosti, zaprti so le, ko je vzbujen tok, medtem ko so pri normalno zaprtih kontaktih kontakti zaprti, ko ni vhodne energije, odprti pa so le, ko je poljski tok. Ti izrazi se privzeto uporabljajo za breznapetostna vezja, ki so v izklopljenem stanju.
Kontakti relejev so električno prevodni kosi kovine, ko se dotaknejo drug drugega sklenejo tokokrog in vodijo tok skozi tokokrog tako kot stikala. V odprtem stanju imajo zelo visok upor v mega ohmih in delujejo kot odprt tokokrog, medtem ko v zaprtem stanju delujejo kot zaprto stikalo in v idealnem primeru bi morali imeti ničelni upor, vendar vedno obstaja določen kontaktni upor ki se imenuje 'upor ON'.
Novi kontakti in releji imajo zelo nizko odpornost na VKLOP, ker so njihove konice čiste in nove, vendar se bo sčasoma ta odpornost povečala. V kontaktih je opazen učinek loka, ki se imenuje poškodba konic kontaktov, če niso ustrezno zaščiteni pred velikimi kapacitivnimi in induktivnimi obremenitvami. Ker bo tok tekel skozi kontakte, ko so povezani, se bo učinek loka, če ni nadzorovan, še naprej povečeval, zaradi česar bo upor velik, kar sčasoma povzroči pretrgane in neprevodne kontakte, tudi ko so v zaprtem stanju.
Da bi zmanjšali učinke loka in visoko 'odpornost na VKLOP' v vodnikih ter podaljšali njihovo življenjsko dobo, so sodobne vodniške konice izdelane iz različnih srebrovih zlitin ali prevlečene z njimi. Nekateri med njimi so Ag (fino srebro), AgCu (srebrov baker), AgCdO (srebrov kadmijev oksid), AgW (srebrov volfram), AgNi (srebrov nikelj), platina, zlato in srebrne zlitine ter AgPd (srebrov paladij).
Dolgo življenjsko dobo relejskih kontaktov je mogoče doseči z uporabo tehnike filtriranja, ki se izvaja z dodajanjem uporovnega kondenzatorskega omrežja, znanega kot snubber vezje, vzporedno s konicami relejskih kontaktov. To vezje RC bo povzročilo kratek stik z visoko napetostjo, kar bo sčasoma zadušilo kakršen koli učinek loka.
Razvrstitev elektromehanskih relejev glede na vrste kontaktov
Ker NO in NC opisujeta, kako so kontakti povezani, jih je mogoče razvrstiti tudi glede na njihova dejanja. Lahko jih naredite tako, da združite enega ali več stikalnih kontaktov, imenovanih tudi poli, ki jih je mogoče nadalje povezati z napajanjem relejskih tuljav, kar povzroči štiri različne vrste kontaktov, podane kot:
| Vrsta | Opis | Aplikacija |
| Enopolni enojni met (SPST) | Ima enopolni in en izhod. Ali bo zaprt ali popolnoma odklopljen, vmes ni. | So popolni za vklop in izklop. |
| Enopolni dvojni met (SPDT) | Ima en sam vhod in dva različna izhoda. Z enim vhodom lahko krmili dva različna vezja. | Uporabljajo se v krmilnih vezjih in izhodnih stikalih sistema PLC. |
| Double Pole Single Throw (DPST) | Ima dva vhoda in dva izhoda. Vsak od njegovih terminalov je lahko bodisi v položaju za izklop (odprt) bodisi v položaju za vklop (zaprt). | Uporabljajo se kot termostati za nadzor električnih ogrevalnih obremenitev. |
| Double Pole Double Throw (DPDT) | Ima dva vhoda in štiri izhode. Vsak od vhodov ustreza dvema izhodoma. Lahko krmili dve različni vezji hkrati. | Uporabljajo se pri izbiri napajanja in nadzoru razsvetljave itd. |
Polprevodniški releji
Polprevodniški releji nimajo gibljivih delov, ampak uporabljajo optične in električne značilnosti polprevodniških polprevodnikov za ustvarjanje izolacije in izvajanje preklopnih funkcij. Ker za razliko od elektromehanskih relejev nimajo gibljivih delov, ni obrabe komponent. Zagotavljajo tudi popolno izolacijo med izhodnimi in vhodnimi kontakti, imajo zelo visoko odpornost v odprtem stanju in zelo nizko v prevodnem stanju. Po funkcionalnosti so podobni elektromehanskim relejem, saj opravljajo tudi stikalne operacije. Združljivi so z večino logičnih družin IC brez uporabe dodatnih ojačevalnikov, gonilnikov ali vmesnih vezij zaradi nizkih zahtev po vhodni krmilni moči. Vendar jih je treba ustrezno namestiti na hladilnike, da se prepreči pregrevanje.
Polprevodniški rele
Na točki prečkanja ničle sinusne valovne oblike izmeničnega toka se polprevodniški rele tipa izmeničnega toka vklopi »VKLOP« in prepreči visoke vhodne tokove. Med preklapljanjem visokih kapacitivnih in induktivnih bremen se vezje RC dušilca uporablja za odpravo hrupa in napetostnih prehodnih konic. Ker je izhodna preklopna naprava polprevodniški rele, je padec napetosti na izhodu zelo visok, kar povzroča povpraševanje po toplotni koži, da se prepreči pregrevanje in poškodbe vezja.
Vhodno/izhodni vmesniški moduli
Vhodno/izhodni vmesniški moduli so posebna zasnova polprevodniških polprevodniških relejev za povezavo mikrokrmilnikov, računalnikov in PIC-jev s stikali in bremeni v resničnem svetu. Obstajajo štiri osnovne vrste I/O modulov, CMOS logični nivo izhoda ali AC/DC vhodna napetost za TTL, CMOS logični vhod za AC ali DC izhodna napetost in TTL. Ti moduli vsebujejo vsa obvezna vezja za zagotavljanje izolacije in popoln vmesnik v eni majhni napravi. Dostopni so kot ločeni polprevodniški moduli ali pa so integrirani v naprave s 4, 8 ali 16 kanali.
Primerjalna tabela med elektromehanskimi in polprevodniškimi releji
Elektromehanski releji za preklapljanje uporabljajo mehanske kontakte in imajo gibljive dele, medtem ko polprevodniški releji za preklapljanje uporabljajo polprevodniške naprave in nimajo gibljivih delov.
| Elektromehanski releji | Polprevodniški releji |
| Za preklop uporabljajo magnetna polja, tuljave, vzmeti in mehanske kontakte. | Ne uporabljajo gibljivih delov, namesto tega uporabljajo optične in električne lastnosti polprevodniških polprevodnikov. |
| Zaradi gibljivih delov se poškodujejo komponente. | Ne podvržejo se obrabi komponent. |
| Imajo omejen kontaktni življenjski cikel in zavzamejo veliko prostora. Poleg tega imajo nizko hitrost preklapljanja. | Teh omejitev večjega prostora in počasne hitrosti ni. |
| Napetost z majhnim vhodom se lahko uporablja za nadzor velike izhodne napetosti. | Napetost z majhnim vhodom se lahko uporablja za nadzor velike izhodne napetosti. |
| So stroškovno učinkoviti. | So drage. |
| Preklopijo lahko majhne napetostne obremenitve in visokofrekvenčne signale, kot so avdio in video signali. | Ne morejo preklapljati visokofrekvenčnih in nizkonapetostnih signalov, kot so video in avdio signali. |
| Najpogosteje se uporabljajo v avtomobilih in domačih elektronskih napravah itd. | Imajo najpogostejšo uporabo pri preklapljanju AC bremen, kot so zatemnitev svetlobe, nadzor hitrosti motorja itd. |
Zaključek
Električni rele je stikalo, ki prek zunanjega električnega signala vklopi in izklopi električni tokokrog. Lahko nadzorujejo močan električni tok s signalom majhne moči, ki so prav tako razvrščeni kot pretvorniki, zaradi svoje sposobnosti spreminjanja ene fizikalne količine v drugo. Elektromehanski releji za preklop uporabljajo magnetna polja, tuljave, vzmeti in mehanske kontakte. Zaradi gibljivih delov se poškodujejo komponente.
Imajo omejen življenjski cikel kontaktov in zavzamejo veliko prostora, imajo tudi nizko hitrost preklapljanja, medtem ko polprevodniški releji ne uporabljajo gibljivih delov, namesto da uporabljajo električne in optične lastnosti polprevodniških polprevodnikov. Ne obrabijo sestavnih delov, so pa dragi.