릴레이에는 어떤 종류가 있으며 어떻게 선택하나요?

릴레이는 크게 두 가지로 나뉩니다. 전자기계식 릴레이는 움직이는 물리적 접점으로 회로를 개폐합니다. 무접점 릴레이는 가동부 없이 반도체 소자로 회로를 개폐합니다.

두 유형은 부하 정격, 개폐 특성, 접점 구성, 용도가 서로 다릅니다.

릴레이는 실제 부하의 요구 조건에 맞춰 선택해야 합니다. 예를 들어, 교류 발열체용 릴레이로 직류 모터를 구동하거나 민감한 센서 신호를 처리하면 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.

이 가이드에서는 다음 내용을 다룹니다.

• 대표 릴레이 유형의 비교표와 부품 예시
• 전자기계식 릴레이와 무접점 릴레이의 선택 기준
• SPST, SPDT, DPDT와 A형, B형, C형 접점 표기 읽는 법
• 인쇄회로기판에 맞는 릴레이 선택 방법

그림. 대표적인 릴레이 유형

릴레이 유형 한눈에 비교하기

표에서 대표 릴레이 14종의 개폐 소자, 일반적인 정격, 적합한 부하를 비교할 수 있습니다. 유형별로 JLCPCB 부품 예시를 연결했습니다.

전자기계식 릴레이와 무접점 릴레이 비교

전력 손실을 줄이거나, 꺼졌을 때 회로를 완전히 차단해야 한다면 전자기계식 릴레이를 선택하십시오. 접점 정격이 부하에 맞으면 같은 릴레이로 교류와 직류 부하를 모두 개폐할 수 있습니다.

빠르고 조용한 개폐가 필요하거나 기계식 접점 마모 없이 자주 개폐해야 한다면 무접점 릴레이를 선택하십시오.

전자기계식 릴레이는 도통 손실이 작지만 접점이 마모됩니다. 무접점 릴레이는 접점 마모가 없는 대신 도통 시 전압 강하가 발생하고 꺼진 상태에서 미세한 누설 전류가 흐릅니다.

• 전자기계식 릴레이가 적합한 경우 한 시간에 몇 번 개폐하는 상용 전원 및 직류 전력 부하, 교류와 직류를 함께 개폐하는 용도, 꺼질 때 완전히 차단해야 하는 부하에 적합합니다.
• 무접점 릴레이가 적합한 경우 분당 여러 번 개폐하는 히터와 기타 부하, 조용해야 하는 제품, 진동에 노출되는 장비에 적합합니다.

릴레이란 무엇이며 어떻게 분류하나요?

릴레이는 전기 신호로 작동하는 스위치입니다. 입력에 작은 제어 신호를 가하면 전기적으로 절연된 별도의 부하 회로가 개폐됩니다. 따라서 5 V 논리 회로로 상용 전원 부하나 고전류 부하를 제어할 수 있습니다.

전자기계식 릴레이는 코일로 가동 철편을 움직여 금속 접점을 열거나 닫습니다. 무접점 릴레이는 입력 발광 다이오드로 빛에 반응하는 출력 반도체를 구동합니다. 유형별 회로 기호는 릴레이 기호 가이드를 참고하십시오.

그림. 전자기계식 릴레이의 단면과 무접점 릴레이의 블록도

릴레이는 네 가지 기준으로 분류할 수 있습니다.

• 개폐 원리 전자기계식 접점 또는 무접점 출력으로 구분합니다.
• 코일 동작 단안정형, 래칭형, 유극형으로 구분합니다.
• 접점 구성 극수와 전환 위치 수, 각 접점이 평상시 열려 있는지 닫혀 있는지로 구분합니다.
• 용도 신호, 전력, 자동차, 안전, 산업 제어 등 릴레이가 다루는 부하에 따라 구분합니다.

JLCPCB 부품 라이브러리의 릴레이 유형

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• 이 가이드에 소개한 릴레이는 JLCPCB 부품 라이브러리에서 확장 부품으로 제공됩니다. 부품 명세서를 작성할 때 재고와 부품 분류를 확인하십시오.

• 전자기계식 릴레이는 릴레이 분류에, 무접점 릴레이는 광절연 소자 분류에 정리되어 있습니다.

• • 전력 릴레이
  • 신호 릴레이
  • 리드 릴레이
  • 자기 래칭 릴레이
  • 자동차용 릴레이
  • 모스펫 출력 무접점 릴레이
  • 트라이액 출력 무접점 릴레이

• 기판 조립 서비스를 이용하면 기판과 선택한 릴레이를 함께 주문할 수 있습니다. 부품 명세서를 확정하기 전에 각 부품의 패키지와 풋프린트를 확인하십시오.

전자기계식 릴레이의 종류

전자기계식 릴레이는 코일로 접점을 움직인다는 원리가 같으며, 접점 정격, 크기, 밀봉 방식, 장착 방식이 다릅니다. 아래에서는 범용 전력, 고전류 전력, 신호, 리드, 자동차용, 플러그인 산업용, 강제 가이드 접점 안전 릴레이의 일곱 가지 유형을 살펴봅니다.

1. 범용 전력 릴레이

범용 전력 릴레이는 작은 직류 코일로 최대 약 10 A의 상용 전원 부하를 개폐합니다. 릴레이 모듈과 가전제품 제어 기판에서 흔히 볼 수 있는 정육면체 모양의 릴레이입니다.

대부분 단극 쌍투(SPDT) 방식의 C형입니다. 코일에 전원이 없을 때는 공통 단자가 평상시 닫힘 접점에 연결되고, 코일에 전원을 공급하면 평상시 열림 접점으로 전환됩니다.

JLCPCB 부품 예시

• SRD-05VDC-SL-C (C35449)는 데이터시트 기준으로 교류 250 V에서 10 A 정격의 5 V 단극 쌍투 릴레이입니다.
• SRD-12VDC-SL-C (C30431)은 위 부품의 12 V 제품입니다.
• G5NB-1A-E-DC5V (C48746)은 교류 250 V에서 5 A 정격의 슬림형 단극 단투 평상시 열림 릴레이입니다.

2. 고전류 기판용 전력 릴레이

고전류 기판용 전력 릴레이는 기판에 장착된 단자를 통해 20~40 A를 흘릴 수 있습니다. 별도의 전자접촉기 없이 히터, 전기차 충전기, 인버터 출력을 개폐할 수 있습니다. 직류에는 접점 아크를 소호할 영점 교차가 없으므로, 직류 정격은 교류 정격보다 낮습니다.

JLCPCB 부품 예시

• HF105F-1/005D-1HST (C2976768)은 코일 소비 전력이 약 900 mW인 5 V 단극 단투 평상시 열림 릴레이입니다.

3. 신호 릴레이

신호 릴레이는 작은 이중 열 핀 패키지 또는 표면 실장 패키지로, 약 1 A 또는 2 A까지의 소신호를 개폐합니다. 낮은 전류에서도 접촉 저항을 안정적으로 유지하기 위해 접점에 금을 입히는 경우가 많습니다.

신호 릴레이는 오디오 신호 경로 전환, 시험 지그, 통신 회선, 측정 범위 전환에 적합합니다. 많은 제품이 쌍극 쌍투(DPDT) 방식이어서 코일 하나로 독립된 두 채널을 전환할 수 있습니다.

JLCPCB 부품 예시

• G6K-2F-Y-TR DC5 (C47190)은 직류 30 V에서 1 A 정격의 표면 실장형 쌍극 쌍투 릴레이입니다.
• G5V-1 DC5 (C28695)는 직류 24 V에서 1 A 정격이며 코일 소비 전력이 150 mW인 이중 열 핀 패키지의 단극 쌍투 릴레이입니다.

4. 리드 릴레이

리드 릴레이는 유리 캡슐에 밀봉된 강자성 리드 두 개를 사용합니다. 캡슐을 감싼 코일이 리드를 자화하면 서로 붙어 접점이 닫힙니다. 움직이는 부분의 질량이 작아 가동 철편을 쓰는 릴레이보다 빠르게 작동합니다.

그림. 코일 내부의 유리 캡슐에 강자성 리드 두 개를 밀봉한 리드 릴레이

S1A050000의 동작 시간은 최대 0.5 ms이며, 신호 수준의 부하에서 정격 동작 수명은 5 × 10⁷회입니다. 최대 개폐 전류는 0.5 A입니다. 용량성 부하의 돌입 전류는 리드 접점을 용착시킬 수 있으므로 직렬 저항을 추가하십시오.

JLCPCB 부품 예시

• S1A050000 (C150532)는 코일 전류가 10 mA인 5 V 단극 단투 평상시 열림 리드 릴레이입니다.
• SIP-HV1A05 (C22388647)은 최대 직류 1.5 kV를 개폐할 수 있는 고전압 리드 릴레이입니다.

5. 자동차용 릴레이

자동차용 릴레이는 주로 12 V 차량 시스템에서 팬, 램프, 펌프 같은 직류 부하를 개폐합니다. 차량 전원 전압의 직류와 높은 돌입 전류, 차량의 온도 및 진동 환경에 맞춰 설계합니다. 접점 정격은 직류 14 V 또는 16 V를 기준으로 제시하므로 교류 상용 전원 부하에는 적용되지 않습니다.

JLCPCB 부품 예시

• CMA51H-S-DC12V-C (C125689)는 직류 14 V에서 15 A 정격이고 최대 돌입 전류가 60 A인 12 V 단극 쌍투 릴레이입니다.
• BARK-S-112D (C22385002)는 직류 16 V에서 30 A 정격의 12 V 단극 쌍투 릴레이입니다.

6. 플러그인 산업용 릴레이와 소켓

플러그인 산업용 릴레이는 딘 레일이나 패널 소켓에 장착하므로 회로를 다시 배선하지 않고도 교체할 수 있습니다. 표시등이 내장된 제품이 많으며, MY2N의 ‘N’도 이를 뜻합니다. 보통 직류 24 V 또는 상용 전원의 제어 전원으로 작동합니다. 솔레노이드, 표시등, 전자접촉기 코일 등 제어반 부하를 개폐합니다.

JLCPCB 부품 예시

• MY2N-GS-R DC24 (C51823247)은 직류 24 V 쌍극 쌍투 플러그인 릴레이입니다.
• 14FF-2Z-A1 (C22456423)은 쌍극 릴레이 소켓입니다.

릴레이와 소켓을 함께 주문하기 전에 릴레이 데이터시트와 소켓의 핀 배치를 대조하십시오.

7. 강제 가이드 접점 안전 릴레이

강제 가이드 접점 안전 릴레이는 평상시 열림 접점과 닫힘 접점을 기계적으로 연동하여 두 접점이 동시에 닫히지 않도록 합니다. 평상시 열림 접점이 용착되면 연동된 평상시 닫힘 접점이 열린 상태를 유지하므로 감시 회로에서 고장을 감지할 수 있습니다. 비상 정지 회로, 기계 방호 장치, 안전 제어기에 쓰이는 구조입니다.

JLCPCB 부품 예시

• G7SA-2A2B DC24 (C397126)은 평상시 열림 접점 두 개와 닫힘 접점 두 개를 갖춘 직류 24 V 릴레이입니다. 접점 정격은 교류 250 V에서 6 A입니다.

래칭 릴레이와 유극 릴레이

래칭 릴레이와 유극 릴레이는 코일이 접점 상태를 바꾸고 유지하는 방식으로 구분한 전자기계식 릴레이입니다. 코일 소비 전력이나 코일 극성이 중요한 경우 이 유형을 고려하십시오.

단안정형 릴레이와 래칭 릴레이 비교

일반적인 단안정형 릴레이의 안정 상태는 하나입니다. 코일에 전원이 공급되는 동안에만 전환된 위치를 유지하며, 전원을 끊으면 즉시 초기 위치로 돌아갑니다.

이 차이는 소비 전력에도 영향을 줍니다. SRD-05VDC-SL-C 코일은 릴레이가 켜져 있는 동안 5 V에서 약 70 mA를 소비합니다. 래칭 릴레이는 상태를 바꿀 때 짧은 펄스만 필요합니다. 전원이 끊겨도 마지막 상태를 유지하지만 운송 중 충격이나 진동으로 상태가 바뀔 수 있으므로, 기동 시 펌웨어로 미리 정한 상태에 맞추십시오.

단일 코일과 이중 코일 래칭 릴레이 비교

단일 코일 래칭 릴레이는 코일 하나의 극성을 반전해 접점을 설정하거나 복귀시킵니다. 이를 위해 에이치 브리지 또는 다른 양방향 구동 회로가 필요합니다. 이중 코일 래칭 릴레이는 설정 코일과 복귀 코일이 따로 있어, 각각 로우사이드 스위치 하나로 구동할 수 있습니다.

그림. 단일 코일과 이중 코일 래칭 릴레이의 설정 및 복귀 펄스 타이밍

접점 전환이 완료될 만큼 충분히 긴 펄스를 인가해야 합니다. 오므론은 G6KU에 최소 10 ms, 홍파는 HFE10에 최소 50 ms를 명시합니다.

JLCPCB 부품 예시

• G6KU-2F-Y-TR DC5 (C2153173)은 단일 코일 표면 실장형 쌍극 쌍투 릴레이입니다.
• TQ2-L2-5V (C1525303)은 이중 코일 쌍극 쌍투 신호 릴레이입니다.
• HFE10-2/12-HT-L2 (C2892810)은 개폐 용량이 50 A인 12 V 이중 코일 전력 래칭 릴레이입니다. 전력량계에 흔히 쓰이는 유형입니다.

유극 릴레이

유극 릴레이의 자기 회로에는 영구자석이 들어 있어 코일 전압의 극성이 올바를 때만 작동합니다. 자석이 코일의 자기력을 보조해 접점 전환에 필요한 전력을 줄입니다. 코일을 반대로 연결하면 제대로 작동하지 않으므로 풋프린트에서 코일의 ‘+’ 핀을 확인하십시오.

JLCPCB 부품 예시

• HFD4/5-SR (C64399)는 전환 접점 두 개가 있는 5 V 단안정형 유극 표면 실장 신호 릴레이입니다.

무접점 릴레이의 종류

무접점 릴레이는 출력 소자에 따라 분류합니다. 출력 소자가 교류, 직류, 또는 두 가지 모두를 개폐할 수 있는지를 결정합니다. 각 유형은 광결합기처럼 입력 발광 다이오드를 사용하며, 입력과 출력은 광학적으로 절연됩니다.

모스펫 출력 무접점 릴레이

포토모스 릴레이라고도 하는 모스펫 출력 무접점 릴레이는 광기전력 다이오드 배열로 역직렬 모스펫 두 개를 구동합니다. 모스펫 쌍이 양방향 전류를 차단할 수 있어 교류 또는 직류 부하를 개폐합니다. 빠른 동작, 무소음, 긴 수명이 중요할 때 신호 릴레이를 대신할 수 있지만, 도통 저항으로 인해 부하 전류가 제한됩니다.

JLCPCB 부품 예시

• AQY282SX (C250827)은 60 V, 0.5 A이며 도통 저항의 일반값은 0.85 Ω입니다.
• TLP172GM (C261926)은 350 V, 110 mA입니다.
• CPC1017NTR (C81521)은 60 V, 100 mA입니다.

트라이액 출력 무접점 릴레이의 영점 교차형과 즉시 턴온형

트라이액 출력 무접점 릴레이는 교류 부하만 개폐합니다. 트라이액이 일단 도통하면 부하 전류가 유지 전류 아래로 떨어질 때까지 켜진 상태를 유지합니다. 교류에서는 전류가 영점을 지날 때마다 이 조건을 충족하지만, 직류 전원에서는 영점 교차가 없습니다.

영점 교차형은 전압이 영점에 가까울 때 켜져 저항성 부하의 돌입 전류와 전자파 간섭을 줄입니다. 즉시 턴온형은 입력 신호가 들어오면 바로 켜지므로 위상각 제어에 필요합니다.

그림. 교류 부하 전압 파형에서 영점 교차형과 즉시 턴온형 무접점 릴레이의 켜짐 시점

JLCPCB 부품 예시

• BC2213 (C596508)은 영점 교차형입니다.
• BC2223 (C596509)는 즉시 턴온형입니다.

패널 장착형 무접점 릴레이

패널 장착형 무접점 릴레이는 나사 단자로 수십 암페어를 개폐하며 방열판에 장착합니다. 출력이 도통할 때 전압 강하가 생기므로 부하 전류에 대략 비례해 열이 발생합니다.

JLCPCB 부품 예시

• D2450S (C54196256)은 50 A급 교류 패널 장착형 무접점 릴레이입니다.
• SSR-25DA (C52146207)은 직류 입력과 교류 출력을 갖춘 25 A급 패널 장착형 무접점 릴레이입니다.

릴레이 접점 구성과 표기 — SPST, SPDT, DPDT, A형, B형, C형

접점 구성은 릴레이가 몇 개의 회로를 개폐하는지, 각 접점이 평상시에 어떤 상태인지 나타냅니다. 극은 독립된 회로를 뜻하며, 투는 각 극이 연결될 수 있는 위치 수를 뜻합니다. 접점 배치는 형식 문자로 표시합니다.

그림. A형, B형, C형과 단극 단투(SPST), 단극 쌍투(SPDT), 쌍극 단투(DPST), 쌍극 쌍투(DPDT) 릴레이

• A형을 선택하십시오. 코일 전원이 끊겼을 때 부하가 꺼져야 하는 경우에 적합합니다.
• B형을 선택하십시오. 코일 전원이 끊겨도 부하가 켜진 상태를 유지해야 하는 경우에 적합합니다.
• C형을 선택하십시오. 코일 하나로 두 회로 중 하나를 선택해야 하는 경우에 적합합니다.

회로도에 각 접점 형식을 표시하는 방법은 스위치 기호 가이드를 참고하십시오.

부하에 맞는 릴레이를 선택하는 방법

부하부터 확인한 뒤 코일 쪽으로 거슬러 올라가며 릴레이를 선택하십시오. 부하 전압, 전류, 개폐 빈도를 먼저 파악하고, 구동 회로, 소비 전력, 안전 요건, 패키지를 차례로 확인합니다.

• 교류 또는 직류 전력 부하를 낮은 손실로 개폐하고 꺼졌을 때 회로를 완전히 열어야 한다면 전자기계식 릴레이를 사용하십시오.
• 빠르고 조용하게 개폐해야 하거나 개폐가 잦다면 무접점 릴레이를 사용하십시오.

그런 다음 부하 정격, 코일 동작, 접점 구성으로 후보를 좁히십시오. 부하에 맞는 릴레이를 선택하면 접점 용착, 과열, 예상치 못한 누설 전류를 줄일 수 있습니다.

그림. 부하 유형에 따른 릴레이 선택 순서도

릴레이 유형에 관해 자주 묻는 질문

릴레이의 주요 유형은 무엇인가요?

주요 유형은 전자기계식 릴레이와 무접점 릴레이입니다. 세부 유형으로는 전력, 신호, 리드, 래칭, 자동차용, 안전 릴레이와 모스펫 또는 트라이액 출력 무접점 릴레이 등이 있습니다.

가장 흔한 릴레이는 무엇인가요?

단극 쌍투 접점을 갖춘 범용 전자기계식 전력 릴레이가 가장 흔한 유형 중 하나입니다. 5 V, 12 V 또는 24 V 코일로 최대 약 10 A의 상용 전원 부하를 개폐합니다.

무접점 릴레이로 직류를 개폐할 수 있나요?

모스펫이나 트랜지스터 출력이라면 가능합니다. 트라이액은 전류가 유지 전류 아래로 떨어질 때까지 도통하므로 트라이액 출력 무접점 릴레이로는 직류 부하를 끌 수 없습니다.

릴레이와 전자접촉기는 어떻게 다른가요?

전자접촉기는 모터와 같은 고전력 부하용 릴레이입니다. 더 큰 접점과 아크 제어 구조를 갖추고 있습니다. 일반 릴레이는 보통 더 낮은 전류의 부하와 제어 신호를 개폐합니다.

릴레이에 적힌 5VDC는 무슨 뜻인가요?

코일에 인가하는 정격 직류 전압을 뜻합니다. 접점 정격은 교류 250 V에서 10 A와 같이 별도로 표시합니다.