Домашно полупроводникови релета - верига и устройство

Старите механични релета имат два недостатъка - ниска скорост и ограничен ресурс по отношение на броя на допустимите превключвания. Електронните превключватели, които дойдоха да ги заменят (друго име е полупроводников транзистор или триаково реле), са напълно лишени от тези недостатъци, които привлякоха вниманието на специалистите по електроника към тях. Липсата на механични части, както и простотата на веригата, улесняват сглобяването им у дома. Да се ​​справите с тази задача ще ви помогне да се запознаете с характеристиките на устройството и принципа на действие на тези елементи.

Какво представляват полупроводниковите релета и тяхната класификация

Твърдотелните релета (или SSR) са електронни устройства със структура, свободна от механични компоненти. Принципът на тяхното действие се основава на особеностите на работата на полупроводниковите кръстовища, характеризиращи се с висока скорост на превключване и защита от физически полета.

Превключването на полупроводникови релета се основава на принципа на електронното задействане на ключа.

Тези продукти традиционно използват общи ключови електронни компоненти като транзистори, контролирани диоди или тиристори като ключови елементи. В зависимост от структурите, използвани при тяхното производство, SSR се подразделят на устройства, изградени въз основа на един от изброените елементи (триачни релета, например).

В съответствие с режимите на работа и вида на превключваните напрежения, образците на полупроводникови релета, произведени на основата на полупроводници, се разделят на следните групи:

• устройства, превключващи постоянен ток;
• устройства, които контролират работата на товарните линии с променливи текущи параметри;
• универсални продукти, работещи в различни вериги.

За първите устройства е характерно управлението на постоянното напрежение не повече от 32 волта. Представителите на двете останали позиции са способни да превключват потенциали със значителен мащаб (до десетки киловолта).

Предимства на TTP

Предимствата на релето включват:

• възможността за превключване на относително мощни товари;
• висока производителност;
• работа в условия на галванична изолация;
• способност да издържат на краткотрайно претоварване.

Никой механичен или електромеханичен продукт не може да се конкурира с електронните ключове. Следователно, нови конструкции, базирани на полупроводници, са заменили напълно старите механични конструкции.

Уникалните характеристики на производителността на SSR позволяват да се използват без никакви ограничения с едновременно увеличаване на ресурса за отговор. Всички изброени предимства на тези устройства са отлична причина да се опитате да сглобите полупроводниково реле със собствените си ръце. Недостатъците на тези продукти включват необходимостта от допълнително захранване, както и необходимостта от отстраняване на излишната топлина, генерирана при работа с мощни товари.

Самостоятелно производство

За да направите текущо реле със собствените си ръце, трябва да се запасите с редица електронни компоненти, които съставляват основата на превключващите вериги. Ще ви трябват и специални материали, от които ще бъде направено тялото на самоделното реле.

Електронни елементи

Следните общи части обикновено се използват като електронни компоненти, използвани при самостоятелното производство на най-простата SSR проба:

• оптрон MOS3083;
• марка триак VT139-800;
• биполярен транзистор от серията KT209;
• набор от резистори, както и ценеров диод и светодиод, който служи като индикатор за работата на релето.

Изброените електронни елементи са запоени шарнирно съгласно схемата, дадена в източниците. Заедно с други компоненти, той съдържа ключов транзистор, който подава стабилизирани импулси към управляващия диод на двойката оптрони.

Моментът на доставката е фиксиран от LED елемент, чието използване в изпълнителната верига позволява визуална проверка.

Под въздействието на тези импулси настъпва мигновена работа на полупроводниковия триак, включен в комутираната верига. Използването на двойка оптрони в такава комутационна верига дава възможност за управление на постоянни потенциали от 5 до 24 волта.

Ограничителната верига на резистор с ценеров диод е необходима, за да се намали амплитудата на тока, преминаващ през светодиода и управляващия елемент до минимална стойност. Този дизайн на веригата ви позволява да удължите експлоатационния живот на повечето елементи, използвани в конструкцията на веригата.

Конструкция на тялото (запълване със смес)

За производството на корпуса на сглобяемия продукт, на първо място, е необходима алуминиева плоча с дебелина 3-5 мм, която ще служи като основа за електронния монтаж. Размерите се избират свободно, при условие че гарантират добро разсейване на топлината към околната среда. Друго изискване за тази част е добре обработената, абсолютно гладка повърхност, полирана със специален инструмент или шлифована до блясък.

В следващата стъпка от подготовката на тялото плочата, избрана като основа, е снабдена с кант, направен от лента от картон, залепена по периметъра. В резултат на това ще получите малка кутия, предназначена да побере предварително сглобената електронна схема. В основата му само триакът е здраво закрепен от компонентите, всички останали елементи се държат в тялото чрез техните собствени връзки.

За свързване към товара и захранването, съответните проводници се извеждат от кутията.

В бъдеще надеждното закрепване на целия монтаж се осигурява от течно съединение, излято в кутията, приготвено предварително в подходящ контейнер. След като се втвърди, получавате монолитна структура, която не отстъпва на най-добрите индустриални дизайни по отношение на защита от вибрации и други влияния. Единственият му недостатък е невъзможността за разглобяване с цел последващ ремонт на веригата.

Разновидности на TTR

Когато сглобявате полупроводникови релейни вериги със собствените си ръце, трябва да се има предвид, че за тези цели могат да се използват голямо разнообразие от компоненти. Нищо не пречи на човек, който се захваща с работа, да избере модерни полеви транзистори, например такива, които се характеризират с висока скорост и ниска консумация на енергия. Тези елементи се контролират само от потенциали, осигуряващи възможност за превключване на достатъчно мощни консуматори. Полевите конструкции като MOSFET могат да превключват вериги на натоварване, в които мощността достига десетки kW.

За самостоятелно производство на полупроводниково реле е разрешено да се избират други полупроводникови структури, които могат да управляват силови вериги: тиристори например или биполярни транзистори. Основното е, че те отговарят на изискванията за функционалността на тази схема и работните параметри на елементите, включени в нея. Всичко останало зависи от подготвеността и вниманието на изпълнителя.