Relais : L'interrupteur commandé électriquement
Définition
Un relais est un interrupteur actionné électriquement qui ouvre ou ferme des contacts dans un circuit (le circuit de charge) sous le contrôle d'un circuit séparé, généralement de plus faible puissance (le circuit de commande). Il assure une isolement galvanique entre commande et charge.
Principe de fonctionnement (Relais électromécanique - EMR)
- Bobine de commande : Un courant continu (ou alternatif) de faible intensité traverse une bobine, créant un champ magnétique.
- Action de l'électro-aimant : Le champ magnétique attire un armature mobile.
- Actionnement des contacts : L'armature ouvre ou ferme mécaniquement des contacts reliés au circuit de charge.
- Ressort de rappel : Lorsque le courant de la bobine cesse, le ressort ramène l'armature à sa position par défaut (Normalement Ouvert ou Normalement Fermé).
Configurations de contacts courantes (Désignations Form)
| Forme | Nom | Description | Symbole schématique |
|---|---|---|---|
| Forme A | SPST-NO | Unipolaire unidirectionnel – Normalement Ouvert | Un contact se ferme à l'excitation |
| Forme B | SPST-NC | Unipolaire unidirectionnel – Normalement Fermé | Un contact s'ouvre à l'excitation |
| Forme C | SPDT | Unipolaire bidirectionnel – Inverseur | Commun commute entre NO et NC |
| Forme D | DPST-NO | Bipolaire unidirectionnel – 2× NO | Deux circuits isolés se ferment ensemble |
| Forme E | DPDT | Bipolaire bidirectionnel – 2× Inverseur | Deux inverseurs isolés |
Principales technologies de relais
- Électromécanique (EMR) : Robuste, gère haute tension/courant, clic audible, usure mécanique, vitesse de commutation ~ms.
- Relais statique (SSR) : Semi-conducteur (SCR, Triac, MOSFET). Silencieux, pas de pièces mobiles, commutation µs, passage par zéro (AC), courant de fuite, chute de tension, dissipateur thermique nécessaire.
- Relais à lames (Reed) : Lames hermétiques dans tube de verre actionnées par bobine. Rapide, faible résistance de contact, faible puissance, courant/tension limités.
- Relais à lames mercure : Résistance de contact ultra-faible, sans rebond (rare aujourd'hui cause RoHS).
Applications typiques
- Commutation de puissance : Commande moteurs, chauffages, éclairages depuis automates/microcontrôleurs (SSR ou contacteur).
- Sécurité / Protection : Relais thermiques, relais différentiels, circuits d'interverrouillage de sécurité.
- Routage de signaux : Télécom, équipement de test (Reed, relais RF).
- Automobile : Phares, pompe à essence, alimentation ECU, solénoïde de démarreur (service lourd).
- Isolation : Rupture de boucles de masse, séparation haute tension / logique basse tension.
Paramètres clés de sélection
- Tension / Courant de bobine (Doit correspondre à la capacité du driver).
- Caractéristiques contacts (Tension max, Courant max, valeurs AC vs DC très différentes !).
- Matériau des contacts (AgNi, AgSnO₂, flash Au pour bas niveau).
- Vitesse de commutation / Durée de vie (Mécanique vs Électrique).
- Rigidité diélectrique (Isolation bobine-contact).