4핀 릴레이의 작동구조 설명..

릴레이(RELAY)는
쉽게 이야기 해서... 전자적인 스위치 입니다.
즉, 일반적인 스위치는..
사용자가 손으로 스위치를 직접 눌러서.. 회로를 열었다 닫았다 하면서.. 전장품을 작동시키지만...
릴레이는 이 역할(회로를 열었다 닫았다..)을 전자적으로 대신 수행해 주는 역할을 합니다.

우리가 흔히 차에서 쓰는 깜박이나, 비상등,전조등, 클락션, 와이퍼, 안개등, 에어콘.. 등등..
이 모든 것들은 릴레이를 거쳐서 구동됩니다. 위엣 넘들은 전류를 많이 소모하는 놈들이라서..
이런 경우에는 꼭 릴레이를 거쳐서 쓰도록 만들어져 있습니다.

일반적으로 차량에서 흔히 쓰는 4핀 릴레이의 구조입니다.
일단 이 놈의 작동 방식에 대해서 설명을 드리고
왜 릴레이를 써야만 하는지를 이어서 설명드려볼까 합니다.

릴레이의 내부구조는 국민학교때 한번씩 만들어 보셨던 모르스 전신기와 완전히 동일합니다.

원래는 모르스 전신기라는게 이렇게 생긴놈이겠지만..
다들 국민학교때 아래처럼 생긴 모르스 전신기를 만들어 보셨을겁니다.
(요즘 초딩들도 만드나 보군요.. 웹에서 퍼온 사진입니다~~)

기억나시나요? ㅎㅎ
대략 못에다가 에나멜 코일을 감아놓고.... 이 코일이 감긴 나사못에 철판이 닿을듯 말듯 하게 만들어 둔후..
코일에 밧데리를 연결하고.. 스위치를 달아놓으면 모르스 전신기가 완성이 되죠..
일단 못에 코일을 감아놓고 전류를 여기에 흘리면 못 자체는 자석이 되어서 금속을 끌어당기게 되어 있습니다.
밧데리를 거꾸로 꽂느냐 바로 꽂느냐에 따라 자석의 자장이 N극이 되기도 하고 S극이 되기도 할텐데..
어쨋건... 자성이 생기므로... 금속을 당기게 되죠..

자.. 그럼 다시 4핀 릴레이의 구조그림을 보시면...

위의 4핀 릴레이는 위 사진과 같이 릴레이의 외형에 간략한 회로도가 나와있습니다만..
릴레이의 아래쪽을 보았을때 단자에 번호가 양각으로 표기되어 있기도 합니다.
이 번호라는것이 30번, 87번, 86번, 85번과 같이 부여가 되어 있는데..

위 모르스 전신기의 코일의 양 끝이 바로 4핀 릴레이의 85, 86 단자에 해당합니다.
이 85, 86단자에12볼트 전류가 흐르지 않을때에는 30번과 87번은 서로 떨어져 있는 상태를 유지합니다.
85와 86단자에 한쪽은 -(접지)와 나머지 한쪽에 12볼트 +가 입력이 되면..
자성이 생겨서... 금속철편을 끌어당겨30번과 87번이 서로 연결되게 됩니다.

자.. 그러면.... 전류를많이 먹는 전장품에는왜 릴레이가 쓰이는지를설명드리면...

릴레이도 그렇고 전장품도 그렇고... 스위치도 그렇고... 이런 모든 부품에는
자신이 버틸 수 있는 허용전류량이 있습니다.
무조건 전기가 통한다고 해서... 만사 ok가 아니라는 말씀입니다.
전기를 작게 먹는 전장품들은 가느다란 전선을 써도 되지만..
전기를 많이 먹는 전장품에는 전선이 굵은게 사용되듯이..
스위치라는 놈도... 큰 전류를 제어할때는 큰 전류량을 쓸 수 있는 스위치를 써야하고..
작은 전류를 제어할때는 작은 스위치를 쓰면 되겠죠..
보통 LED류 제품을 사보시면.. 전선을 가느다란것을 쓰는걸 보셨을겁니다.
마찬가지로.. 순정 배선중에서도 스타트 모터 같은데에 연결된 배선은 아주 굵은 배선을 쓰고 있지요.

릴레이를 쓰지 않으면서 큰전류를 소모하는 전장품을 제어할려면.. 스위치를 큰걸 쓰면 될텐데..
이렇게 하면 별로 스위치의 외관이 아름답지 않겠죠?
(자동차 헤드라이트를 켜는데... 가정용 두꺼비집 같은 덩치큰 스위치를 쓴다고 생각해보십시오... -.-;)

그래서... 가급적이면 스위치는 허용전류량이 작은 소형의 스위치를 쓰고자 하려면..
릴레이를 써야 하는 것입니다.
왜냐하면 릴레이의 85번과 86번으로 연결되는 코일단자로는 아주 소량의 전류만 흘러도
대용량의 전류를 제어할 수 있는 (내부 연결단자가 큽니다.) 30번과 87번의 단자 연결을..
제어 할 수가 있기 때문이지요..

위 사진은 일반적인 안개등의 간략화된 배선도 입니다.
검은색으로 표시된 밧데리 -극은 차체 접지가 되어 있고..
밧데리 +극은 붉은색선으로 일단 휴즈를 거치고... 이후 릴레이의 87번 단자로 배선이 연결됩니다.
다시 릴레이의 30번 단자는 전장품(안개등)의 +로 연결이 되어 있고요..
릴레이의 코일단자인 85는 차체접지 되어있고..
86단자는 스위치를 거쳐서.. 스위치가 on되느냐 off 되느냐에 따라 +12v가 입력이 되었다가 안되었다가 합니다.
(사실 위 회로도에는 85, 86, 30, 87이 구분되어 있지는 않습니다. 하지만.. 이 구분은 별로 중요하지 않습니다.
85와 86 둘중 어느쪽으로건 +와 -가 투입이 되면 릴레이의 메인단자인 30과 87은 연결이 되게 됩니다.
N극이건 S극이건 자석은 철판을 당기게 되어 있지요.. 그래서 85와 86은 서로 +, -의 투입이 뒤집혀도 됩니다.
또한 87과 30도 서로 배선도상의 단자위치가 뒤바뀌어도 됩니다)

위와 같이 회로가 구성되어 있으면..
스위치가 on되면... 릴레이의 30번과 87번 단자가 연결이 끊어져 있던것이 연결이 되면서..
안개등이 켜질 수 있겠지요.
결국 전류가 많이 흐르는 안개등의 -접지선,
안개등의 +단자부터 릴레이 30번 단자까지의 배선, 릴레이 87번 단자로 부터 휴즈까지,
또 휴즈에서 부터 밧데리 +단자까지의 배선은 굵어야 하지만..

릴레이의 85번 단자로 부터 차체접지까지의 배선과..
릴레이의 86번 단자로 부터 스위치까지의 배선
또 스위치부터 +12볼트 입력까지의 배선은 LED 작업할때나 쓰는 그런 정도의 가느다란 배선을 써도 되는것이며....
스위치 또한 아주 자그마한 똑딱이 스위치 같은걸 써도 되는것입니다.

즉, 작은 전류로 큰전류를 제어하는것이 되는것이죠...
이게 릴레이의 사용목적이기도 하고요..

이상 릴레이의 원리와 간략한 활용배선을 설명드렸습니다.
깜박이, 비상등 릴레이를 쓰실때 알수 있듯이..
릴레이는 기계적으로 스위칭을 하기 때문에.. 딸깍거리는 소음을 동반합니다.
그래서 일반적으로 순정상태의 릴레이들은
차량 실내보다는 실외(엔진룸)에 위치하고 있습니다.
(깜박이-비상등 릴레이는 일부러 소리를 들리게 하기 위해 실내에 위치합니다~)

이왕이면 작동 소음이 큰 차량용 릴레이를 임의로 추가하여 쓰실 때에는 이런 소음 부분까지 신경을 써서..
거치위치를 결정하면 좋겠지요.