Releu vs tranzistor – comparație practică pentru comanda circuitelor
~6 min · Publicat:
Principiul unui releu (întrerupător mecanic)
Releul este un comutator mecanic acționat de o bobină. Când trece curent prin bobină, contactele se închid/deschid și pot comuta tensiuni și curenți mari (inclusiv AC). Este izolat galvanic față de circuitul de comandă, dar are timp de reacție mai lent (tipic 5–15 ms), contactele se uzează în timp, iar bobina generează o tensiune de revenire (spike) la decuplare.
Principiul unui tranzistor (întrerupător electronic)
Un tranzistor (BJT sau, mai des, MOSFET logic-level) funcționează ca un „întrerupător” fără părți mecanice. Se comandă cu curent (BJT) sau tensiune (MOSFET) și poate comuta rapid (μs…ns). Este ideal pentru PWM, consum mai mic și durată de viață mare, dar nu asigură izolație galvanică și trebuie ales corect în funcție de curent, rezistență RDS(on) și tensiune.
Comparație pe scurt
| Releu | Tranzistor (BJT/MOSFET) | |
|---|---|---|
| Viteză răspuns | Lent (ms) | Foarte rapid (μs…ns) |
| Izolație galvanică | Da (bobină vs contacte) | Nu (același GND; se poate cu optocuplor) |
| Curent / Tensiune comutată | Mare, inclusiv AC | Mare pe DC cu MOSFET potrivit; AC necesită punte/soluții speciale |
| Uzură | Contacte se uzează, „bounce” | Fără uzură mecanică |
| Consum comandă | Bobină (zeci-sute mA) | Mic (BJT: curent bază; MOSFET: aproape zero DC) |
| EMI/Zgomot | Arcuri la comutare | Fronturi rapide → necesită layout/filtrare |
Când alegi fiecare
- Alege releu dacă ai nevoie de izolație, comuți AC sau sarcini inductive mari (pompe, motoare) și nu te deranjează viteza.
- Alege tranzistor dacă ai PWM, comuți DC, vrei eficiență, viteză și fiabilitate pe termen lung.
Exemple de circuite
1) Comandă releu cu tranzistor NPN
MCU → rezistor bază (10–22 kΩ) → NPN (ex. 2N2222) în low-side, bobina la +V, diodă de roată liberă 1N4148/1N4007 peste bobină (catod la +V), opțional LED cu rezistor în serie pentru stare.
2) Întrerupător MOSFET low-side (DC)
MCU → poartă MOSFET logic-level (ex. IRLZ44N/Si2302 în funcție de curent), sursa la GND, sarcina între +V și drenă. Adaugă rezistor „pull-down” (100 kΩ) pe poartă și, la sarcini inductive, diodă peste sarcină.
3) BJT ca întrerupător simplu
Pentru curenți mici (zeci-sute mA): calculează rezistența de bază astfel încât IB ≈ IC/10 pentru saturație. Verifică P=VCE(sat)·IC și disiparea.
Protecții esențiale
- Diodă flyback pe bobine și sarcini inductive (indispensabilă la releu).
- Snubber RC pe AC sau la comutări zgomotoase.
- Rezistor poartă (10–100 Ω) și pull-down (47–220 kΩ) la MOSFET pentru stabilitate.
- Decuplare 100 nF + (10–47 µF) cât mai aproape de sarcină.
Capcane frecvente
- Comandă directă a releului din pin MCU fără tranzistor driver → NU (curentul bobinei depășește pinul).
- Omiterea diodei flyback la releu sau solenoid → spike periculos la decuplare.
- Folosirea unui MOSFET non-logic la 5 V/3.3 V → nu conduce complet, se încălzește.
- În mediul auto 12 V: vârfuri transiente (load dump) → protecții TVS/filtrare obligatorii.
Concluzie
Releul rămâne soluția robustă pentru comutări de putere și izolație, iar tranzistorul (în special MOSFET logic-level) este ideal pentru comutări rapide și eficiente pe DC. Alegerea corectă depinde de tipul sarcinii, tensiune/curent, nevoia de izolație și cerințele de viteză.
Ultima actualizare: