Hjemmelavede solid state-relæer - kredsløb og enhed

Gamle mekaniske relæer har to ulemper - lav hastighed og begrænset ressource med hensyn til antallet af tilladte omskiftninger. De elektroniske kontakter, der kom til at erstatte dem (et andet navn er en solid-state transistor eller triac-relæ) er helt blottet for disse mangler, hvilket tiltrak sig elektronikspecialisteres opmærksomhed på dem. Fraværet af mekaniske dele såvel som kredsløbets enkelhed gør det let at samle dem derhjemme. At klare denne opgave hjælper med at gøre dig fortrolig med enhedens funktioner og funktionsprincippet for disse elementer.

Hvad er solid state-relæer og deres klassificering

Solid state-relæer (eller SSR'er) er elektroniske enheder med en struktur fri for mekaniske komponenter. Princippet for deres drift er baseret på særegenhederne ved driften af ​​halvlederkryds, der er kendetegnet ved en høj skiftehastighed og beskyttelse mod fysiske felter.

Skift af solid state-relæer er baseret på princippet om elektronisk nøgleaktivering.

Disse produkter bruger traditionelt almindelige elektroniske komponenter såsom transistorer, kontrollerede dioder eller tyristorer som nøgleelementer. Afhængig af de strukturer, der anvendes i deres fremstilling, er SSR'er opdelt i enheder bygget på basis af et af de anførte elementer (for eksempel triac-relæer).

I overensstemmelse med driftstilstandene og typen af ​​skiftede spændinger er prøver af solid-state-relæer fremstillet på basis af halvledere opdelt i følgende grupper:

• enheder, der skifter jævnstrøm;
• enheder, der styrer driften af ​​belastningslinjer med variable strømparametre;
• universelle produkter, der fungerer i forskellige kredsløb.

For de første enheder er styringen af ​​konstante spændinger på højst 32 volt karakteristisk. Repræsentanter for de to tilbageværende positioner er i stand til at skifte potentialer af betydelig størrelse (op til snesevis af kilovolt).

Fordele ved TTP

Fordelene ved et relæ inkluderer:

• evnen til at skifte relativt kraftige belastninger;
• Høj ydeevne;
• arbejde under forhold med galvanisk isolering;
• evne til at modstå kortsigtet overbelastning.

Intet mekanisk eller elektromekanisk produkt kan konkurrere med elektroniske kontakter. Derfor har nye strukturer baseret på halvledere helt erstattet gamle mekaniske designs.

SSRs unikke ydeevneegenskaber gør det muligt for dem at blive brugt uden nogen begrænsninger med en samtidig stigning i svarressourcen. Alle de anførte fordele ved disse enheder er en fremragende grund til at prøve at samle et solid-state-relæ med egne hænder. Ulemperne ved disse produkter inkluderer behovet for yderligere strømforsyning samt behovet for at fjerne overskydende varme, der genereres, når der arbejdes med kraftige belastninger.

Selvproduktion

For at lave et aktuelt relæ med dine egne hænder skal du opbevare et antal elektroniske komponenter, der udgør grundlaget for skifte kredsløb. Du har også brug for specielle materialer, hvorfra kroppen af ​​det hjemmelavede relæ bliver fremstillet.

Elektroniske elementer

Følgende almindelige dele bruges normalt som elektroniske komponenter, der anvendes til selvfremstilling af den enkleste SSR-prøve:

• optokobler MOS3083;
• triac mærke VT139-800;
• bipolar transistor i KT209-serien;
• et sæt modstande samt en zenerdiode og en LED, der fungerer som en indikator for relæfunktion.

De anførte elektroniske elementer er loddet på en hængslet måde i henhold til diagrammet i kilderne. Sammen med andre komponenter indeholder den en nøgletransistor, der leverer stabiliserede impulser til kontroldioden til optokoblerparret.

Leveringstidspunktet er fastgjort af et LED-element, hvis anvendelse i det udøvende kredsløb muliggør visuel inspektion.

Under indflydelse af disse impulser forekommer en øjeblikkelig drift af halvleder triac, inkluderet i det omskiftede kredsløb. Brug af et optokoblerpar i et sådant koblingskredsløb gør det muligt at styre konstante potentialer fra 5 til 24 volt.

Den begrænsende kæde af en modstand med en zenerdiode er nødvendig for at reducere amplituden af ​​strømmen, der strømmer gennem LED og kontrolelementet til en minimumsværdi. Dette kredsløbsdesign giver dig mulighed for at forlænge levetiden for de fleste af de elementer, der bruges i kredsløbets konstruktion.

Kropskonstruktion (fyldning med forbindelse)

Til fremstilling af kroppen af ​​det præfabrikerede produkt kræves først og fremmest en aluminiumplade med en tykkelse på 3-5 mm, den vil tjene som grundlag for den elektroniske samling. Størrelserne vælges frit, forudsat at de garanterer god varmeafledning til omgivelserne. Et andet krav til denne del er en velforarbejdet, absolut glat overflade, poleret med et specielt værktøj eller slibet til en glans.

I det næste trin med at forberede kroppen er pladen valgt som base udstyret med en kant lavet af en strimmel pap limet rundt om omkredsen. Som et resultat får du en lille kasse designet til at rumme det tidligere samlede elektroniske kredsløb. På sin basis er kun triac fastgjort fra komponenterne, alle andre elementer holdes inde i kroppen ved deres egne forbindelser.

Til tilslutning til belastning og strømforsyning bringes de tilsvarende ledere ud af kassen.

I fremtiden tilvejebringes pålidelig fastgørelse af hele samlingen af ​​en flydende forbindelse hældt i kassen, forberedt på forhånd i en passende beholder. Når det er hærdet, får du en monolitisk struktur, som ikke er ringere end de bedste industrielle design med hensyn til beskyttelse mod vibrationer og andre påvirkninger. Dens eneste ulempe er umuligheden af ​​adskillelse med henblik på efterfølgende reparation af kredsløbet.

Varianter af TTR

Når du samler solid state-relækredsløb med dine egne hænder, skal du huske på, at en lang række komponenter kan bruges til disse formål. Intet forhindrer en person, der påbegynder arbejde, i at vælge moderne felt-effekt transistorer, for eksempel dem, der er kendetegnet ved høj hastighed og lavt strømforbrug. Disse elementer styres kun af potentialer, hvilket sikrer muligheden for at skifte tilstrækkelig stærke forbrugere. Feltstrukturer såsom MOSFET'er er i stand til at skifte belastningskredsløb, hvor kraften når ti millioner kW.

Til egenproduktion af et solid-state-relæ er det tilladt at vælge andre halvlederstrukturer, der kan styre effektkredsløb: f.eks. Tyristorer eller bipolære transistorer. Det vigtigste er, at de opfylder kravene til dette kredsløbs funktionalitet og driftsparametrene for de elementer, der er inkluderet i det. Alt andet afhænger af kunstnerens beredskab og opmærksomhed.