المرحلات الميكانيكية القديمة لها عيبان - السرعة المنخفضة والموارد المحدودة من حيث عدد المحولات المسموح بها. المفاتيح الإلكترونية التي جاءت لتحل محلها (اسم آخر هو ترانزستور الحالة الصلبة أو مرحل التيرستورات) خالية تمامًا من هذه العيوب ، مما جذب انتباه المتخصصين في الإلكترونيات إليها. إن عدم وجود الأجزاء الميكانيكية ، فضلاً عن بساطة الدائرة ، يجعل من السهل تجميعها في المنزل. سيساعدك التعامل مع هذه المهمة على التعرف على ميزات الجهاز ومبدأ تشغيل هذه العناصر.
ما هي مرحلات الحالة الصلبة وتصنيفها
مرحلات الحالة الصلبة (أو SSRs) هي أجهزة إلكترونية ذات هيكل خالٍ من المكونات الميكانيكية. يعتمد مبدأ عملها على خصائص تشغيل تقاطعات أشباه الموصلات ، والتي تتميز بسرعة تبديل عالية وحماية من المجالات المادية.
يعتمد تبديل مرحلات الحالة الصلبة على مبدأ تشغيل المفتاح الإلكتروني.
تستخدم هذه المنتجات تقليديًا مكونات إلكترونية شائعة مثل الترانزستورات أو الثنائيات الخاضعة للرقابة أو الثايرستور كعناصر أساسية. اعتمادًا على الهياكل المستخدمة في تصنيعها ، يتم تقسيم SSRs إلى أجهزة مبنية على أساس أحد العناصر المدرجة (مرحلات التيرستورات ، على سبيل المثال).
وفقًا لأنماط التشغيل ونوع الفولتية المحولة ، يتم تقسيم عينات مرحلات الحالة الصلبة المصنعة على أساس أشباه الموصلات إلى المجموعات التالية:
- أجهزة تبديل التيار المباشر ؛
- الأجهزة التي تتحكم في تشغيل خطوط التحميل ذات المعلمات الحالية المتغيرة ؛
- منتجات عالمية تعمل في دوائر مختلفة.
بالنسبة للأجهزة الأولى ، يتميز التحكم في الفولتية الثابتة التي لا تزيد عن 32 فولت. ممثلو الموضعين المتبقيين قادرون على تبديل الإمكانات ذات الحجم الكبير (حتى عشرات الكيلوفولت).
فوائد برنامج TTP
- القدرة على تبديل الأحمال القوية نسبيًا ؛
- أداء عالي؛
- العمل في ظروف العزل الجلفاني ؛
- القدرة على تحمل الحمل الزائد على المدى القصير.
لا يمكن لأي منتج ميكانيكي أو كهروميكانيكي منافسة المفاتيح الإلكترونية. لذلك ، حلت الهياكل الجديدة القائمة على أشباه الموصلات محل التصميمات الميكانيكية القديمة تمامًا.
تسمح خصائص الأداء الفريدة لـ SSRs باستخدامها دون أي قيود مع زيادة متزامنة في مورد الاستجابة. جميع المزايا المذكورة لهذه الأجهزة هي سبب ممتاز لمحاولة تجميع مرحل الحالة الصلبة بيديك. تشمل عيوب هذه المنتجات الحاجة إلى مصدر طاقة إضافي ، فضلاً عن الحاجة إلى إزالة الحرارة الزائدة الناتجة عند العمل بأحمال قوية.
الإنتاج الذاتي
لإنشاء مرحل حالي بيديك ، تحتاج إلى تخزين عدد من المكونات الإلكترونية التي تشكل أساس تبديل الدوائر. ستحتاج أيضًا إلى مواد خاصة يصنع منها جسم المرحل محلي الصنع.
العناصر الإلكترونية
عادةً ما تُستخدم الأجزاء الشائعة التالية كمكونات إلكترونية تُستخدم في التصنيع الذاتي لأبسط عينة SSR:
- optocoupler MOS3083 ؛
- ماركة التيرستورات VT139-800 ؛
- الترانزستور ثنائي القطب من سلسلة KT209 ؛
- مجموعة من المقاومات ، بالإضافة إلى الصمام الثنائي زينر والصمام الثنائي الباعث للضوء الذي يعمل كمؤشر لعملية الترحيل.
يتم لحام العناصر الإلكترونية المدرجة بطريقة مفصلية وفقًا للرسم التخطيطي الوارد في المصادر. إلى جانب المكونات الأخرى ، يحتوي على ترانزستور رئيسي يوفر نبضات مستقرة إلى الصمام الثنائي للتحكم في زوج optocoupler.
يتم تحديد لحظة التسليم بواسطة عنصر LED ، والذي يسمح استخدامه في الدائرة التنفيذية بالفحص البصري.
تحت تأثير هذه النبضات ، تحدث عملية لحظية لتيرستورات أشباه الموصلات ، المتضمنة في الدائرة المبدلة. يتيح استخدام زوج optocoupler في دائرة التبديل هذه التحكم في الإمكانات الثابتة من 5 إلى 24 فولت.
تعد السلسلة المحددة للمقاوم ذي الصمام الثنائي زينر ضرورية لتقليل اتساع التيار المتدفق عبر LED وعنصر التحكم إلى أدنى قيمة. يتيح لك تصميم الدائرة هذا إطالة عمر الخدمة لمعظم العناصر المستخدمة في بناء الدائرة.
بناء الجسم (ملء بالمركب)
لتصنيع جسم المنتج الجاهز ، أولاً وقبل كل شيء ، يلزم وجود لوحة من الألومنيوم بسمك 3-5 مم ، وستكون بمثابة أساس للتجميع الإلكتروني. يتم اختيار الأحجام بحرية ، بشرط أن تضمن تبديدًا جيدًا للحرارة في المناطق المحيطة. متطلب آخر لهذا الجزء هو سطح أملس تمامًا ومعالج جيدًا ومصقول بأداة خاصة أو صنفرة حتى يلمع.
في الخطوة التالية من تحضير الجسم ، تم تجهيز اللوحة المحددة كقاعدة بحافة مصنوعة من شريط من الورق المقوى ملتصق حول المحيط. نتيجة لذلك ، ستحصل على صندوق صغير مصمم لاستيعاب الدائرة الإلكترونية المجمعة مسبقًا. على أساسه ، يتم ربط التيرستورات فقط بشكل صارم بالمكونات ، ويتم الاحتفاظ بجميع العناصر الأخرى داخل الجسم من خلال توصيلاتها الخاصة.
للتوصيل بالحمل ومصدر الطاقة ، يتم إخراج الموصلات المقابلة من الصندوق.
في المستقبل ، يتم توفير التثبيت الموثوق به للتجميع بالكامل بواسطة مركب سائل يصب في الصندوق ، ويتم إعداده مسبقًا في حاوية مناسبة. بعد أن تصلب ، تحصل على بنية متجانسة لا تقل عن أفضل التصاميم الصناعية من حيث الحماية من الاهتزازات والتأثيرات الأخرى. عيبه الوحيد هو استحالة التفكيك لغرض الإصلاح اللاحق للدائرة.
أصناف من TTR
من أجل الإنتاج الذاتي لمرحل الحالة الصلبة ، يُسمح بتحديد هياكل أشباه الموصلات الأخرى التي يمكنها التحكم في دوائر الطاقة: الثايرستور ، على سبيل المثال ، أو الترانزستورات ثنائية القطب. الشيء الرئيسي هو أنها تلبي متطلبات وظائف هذه الدائرة ومعلمات التشغيل للعناصر المدرجة فيها. كل شيء آخر يعتمد على استعداد وانتباه المؤدي.
مقابل المال الذي يطلبه الأخوان لمثل هذه المرحلات - من الأسهل للصينيين شراء منتج نهائي.
المقاوم البصري هو منتج نهائي ، فأنت بحاجة إلى تيار أعلى لتبديل المنتجات النهائية في المصاعد على ملفات الفرامل ، ويتم استخدامها مع الحماية ضد النبض العكسي