Σπιτικά ρελέ στερεάς κατάστασης - κύκλωμα και συσκευή

Τα παλιά μηχανικά ρελέ έχουν δύο μειονεκτήματα - χαμηλή ταχύτητα και περιορισμένο πόρο όσον αφορά τον αριθμό των επιτρεπόμενων μεταγωγών. Οι ηλεκτρονικοί διακόπτες που ήρθαν για να τους αντικαταστήσουν (ένα άλλο όνομα είναι ένα τρανζίστορ στερεάς κατάστασης ή ένα ρελέ triac) στερούνται εντελώς από αυτές τις αδυναμίες, οι οποίες τράβηξαν την προσοχή των ειδικών ηλεκτρονικών σε αυτά. Η απουσία μηχανικών εξαρτημάτων, καθώς και η απλότητα του κυκλώματος, διευκολύνουν τη συναρμολόγηση τους στο σπίτι. Η αντιμετώπιση αυτής της εργασίας θα σας βοηθήσει να εξοικειωθείτε με τα χαρακτηριστικά της συσκευής και την αρχή λειτουργίας αυτών των στοιχείων.

Τι είναι τα ρελέ στερεάς κατάστασης και η ταξινόμησή τους

Τα ρελέ στερεάς κατάστασης (ή SSR) είναι ηλεκτρονικές συσκευές με δομή χωρίς μηχανικά εξαρτήματα. Η αρχή της λειτουργίας τους βασίζεται στις ιδιαιτερότητες της λειτουργίας των συνδέσμων ημιαγωγών, που χαρακτηρίζονται από υψηλή ταχύτητα μεταγωγής και προστασία από φυσικά πεδία.

Η εναλλαγή ρελέ στερεάς κατάστασης βασίζεται στην αρχή της ενεργοποίησης του ηλεκτρονικού κλειδιού.

Αυτά τα προϊόντα παραδοσιακά χρησιμοποιούν κοινά ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως τρανζίστορ, ελεγχόμενες διόδους ή θυρίστορ ως βασικά στοιχεία. Ανάλογα με τις δομές που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τους, οι SSR υποδιαιρούνται σε συσκευές που έχουν κατασκευαστεί με βάση ένα από τα αναφερόμενα στοιχεία (για παράδειγμα, τα ρελέ triac).

Σύμφωνα με τους τρόπους λειτουργίας και τον τύπο των μεταβαλλόμενων τάσεων, δείγματα ρελέ στερεάς κατάστασης που κατασκευάζονται βάσει ημιαγωγών χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες:

• συσκευές που αλλάζουν συνεχές ρεύμα.
• συσκευές που ελέγχουν τη λειτουργία των γραμμών φόρτωσης με μεταβλητές τρέχουσες παραμέτρους ·
• καθολικά προϊόντα που λειτουργούν σε διάφορα κυκλώματα.

Για τις πρώτες συσκευές, ο έλεγχος των σταθερών τάσεων όχι περισσότερο από 32 βολτ είναι χαρακτηριστικός. Οι εκπρόσωποι των δύο εναπομείναντων θέσεων είναι σε θέση να αλλάζουν δυναμικά σημαντικού μεγέθους (έως και δεκάδες kilovolts).

Οφέλη του TTP

Τα πλεονεκτήματα ενός ρελέ περιλαμβάνουν:

• την ικανότητα εναλλαγής σχετικά ισχυρών φορτίων ·
• υψηλή απόδοση;
• εργασία σε συνθήκες γαλβανικής απομόνωσης.
• ικανότητα αντοχής στη βραχυπρόθεσμη υπερφόρτωση.

Κανένα μηχανικό ή ηλεκτρομηχανικό προϊόν δεν μπορεί να ανταγωνιστεί ηλεκτρονικούς διακόπτες. Επομένως, νέες κατασκευές που βασίζονται σε ημιαγωγούς έχουν αντικαταστήσει πλήρως τα παλιά μηχανικά σχέδια.

Τα μοναδικά χαρακτηριστικά απόδοσης των SSR τους επιτρέπουν να χρησιμοποιούνται χωρίς περιορισμούς με ταυτόχρονη αύξηση της διάρκειας λειτουργίας. Όλα τα αναφερόμενα πλεονεκτήματα αυτών των συσκευών είναι ένας εξαιρετικός λόγος για να προσπαθήσετε να συναρμολογήσετε ένα ρελέ στερεάς κατάστασης με τα χέρια σας. Τα μειονεκτήματα αυτών των προϊόντων περιλαμβάνουν την ανάγκη για πρόσθετη παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, καθώς και την ανάγκη απομάκρυνσης της υπερβολικής θερμότητας που παράγεται όταν εργάζεστε με ισχυρά φορτία.

Αυτοπαραγωγή

Για να δημιουργήσετε ένα τρέχον ρελέ με τα χέρια σας, πρέπει να αποθηκεύσετε έναν αριθμό ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που αποτελούν τη βάση των κυκλωμάτων εναλλαγής. Θα χρειαστείτε επίσης ειδικά υλικά από τα οποία θα κατασκευαστεί το σώμα του σπιτικού ρελέ.

Ηλεκτρονικά στοιχεία

Τα ακόλουθα κοινά ανταλλακτικά χρησιμοποιούνται συνήθως ως ηλεκτρονικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στην αυτοπαραγωγή του απλούστερου δείγματος SSR:

• οπτικό ζεύγος MOS3083;
• μάρκα triac VT139-800;
• διπολικό τρανζίστορ της σειράς KT209.
• ένα σύνολο αντιστάσεων, καθώς και μια δίοδο zener και ένα LED που χρησιμεύει ως ένδειξη λειτουργίας ρελέ.

Τα αναφερόμενα ηλεκτρονικά στοιχεία συγκολλούνται με αρθρωτό τρόπο σύμφωνα με το διάγραμμα που δίνεται στις πηγές. Μαζί με άλλα συστατικά, περιέχει ένα τρανζίστορ κλειδιού που παρέχει σταθεροποιημένους παλμούς στη δίοδο ελέγχου του ζεύγους οπτικοζεύκτη.

Η στιγμή παράδοσης καθορίζεται από ένα στοιχείο LED, η χρήση του οποίου στο εκτελεστικό κύκλωμα επιτρέπει οπτική επιθεώρηση.

Υπό την επίδραση αυτών των παλμών, συμβαίνει μια στιγμιαία λειτουργία του ημιαγωγού triac, που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα μεταγωγής. Η χρήση ενός ζεύγους οπτικοζεύκτη σε ένα τέτοιο κύκλωμα μεταγωγής επιτρέπει τον έλεγχο σταθερών δυνατοτήτων από 5 έως 24 βολτ.

Η περιοριστική αλυσίδα μιας αντίστασης με δίοδο zener είναι απαραίτητη για τη μείωση του πλάτους του ρεύματος που ρέει μέσω του LED και του στοιχείου ελέγχου σε μια ελάχιστη τιμή. Αυτός ο σχεδιασμός κυκλώματος σάς επιτρέπει να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής των περισσότερων από τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή του κυκλώματος.

Σχεδιασμός σώματος (ενέματα)

Για την κατασκευή του αμαξώματος του προκατασκευασμένου προϊόντος, πρώτα απ 'όλα, απαιτείται πλάκα αλουμινίου με πάχος 3-5 mm, θα χρησιμεύσει ως βάση για την ηλεκτρονική συναρμολόγηση. Τα μεγέθη επιλέγονται ελεύθερα, υπό την προϋπόθεση ότι εγγυώνται καλή απορρόφηση θερμότητας στο περιβάλλον. Μια άλλη απαίτηση για αυτό το μέρος είναι μια καλά επεξεργασμένη, απολύτως λεία επιφάνεια, γυαλισμένη με ειδικό εργαλείο ή γυαλισμένη σε γυαλιστερή επιφάνεια.

Στο επόμενο βήμα προετοιμασίας του αμαξώματος, η πλάκα που επιλέγεται ως βάση είναι εφοδιασμένη με μια άκρη από λωρίδα από χαρτόνι κολλημένη γύρω από την περίμετρο. Ως αποτέλεσμα, θα λάβετε ένα μικρό κουτί σχεδιασμένο για να φιλοξενεί το προηγουμένως συναρμολογημένο ηλεκτρονικό κύκλωμα. Στη βάση του, μόνο το triac συνδέεται άκαμπτα από τα εξαρτήματα, όλα τα άλλα στοιχεία συγκρατούνται μέσα στο σώμα από τις δικές τους συνδέσεις.

Για σύνδεση με το φορτίο και την παροχή ρεύματος, οι αντίστοιχοι αγωγοί βγαίνουν έξω από το κουτί.

Στο μέλλον, αξιόπιστη στερέωση ολόκληρης της διάταξης παρέχεται από μια υγρή ένωση που χύνεται μέσα στο κουτί, που προετοιμάζεται εκ των προτέρων σε κατάλληλο δοχείο. Αφού σκληρύνει, θα έχετε μια μονολιθική δομή, η οποία δεν είναι κατώτερη από τα καλύτερα βιομηχανικά σχέδια όσον αφορά την προστασία από δονήσεις και άλλες επιρροές. Το μόνο μειονέκτημά του είναι η αδυναμία αποσυναρμολόγησης με σκοπό την επακόλουθη επισκευή του κυκλώματος.

Ποικιλίες TTP

Κατά τη συναρμολόγηση κυκλωμάτων ρελέ στερεάς κατάστασης με τα χέρια σας, πρέπει να έχετε κατά νου ότι μια μεγάλη ποικιλία εξαρτημάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αυτούς τους σκοπούς. Τίποτα δεν εμποδίζει ένα άτομο που αναλαμβάνει την εργασία να επιλέξει σύγχρονα τρανζίστορ εφέ πεδίου, για παράδειγμα, εκείνα που χαρακτηρίζονται από υψηλή ταχύτητα και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Αυτά τα στοιχεία ελέγχονται μόνο από δυνατότητες, διασφαλίζοντας τη δυνατότητα αλλαγής επαρκώς ισχυρών καταναλωτών. Οι δομές πεδίου όπως τα MOSFET είναι ικανά να αλλάζουν κυκλώματα φορτίου, στα οποία η ισχύς φτάνει δεκάδες kW.

Για αυτοπαραγωγή ενός ρελέ στερεάς κατάστασης, επιτρέπεται η επιλογή άλλων ημιαγωγών δομών που μπορούν να ελέγχουν κυκλώματα ισχύος: θυρίστορ, για παράδειγμα, ή διπολικά τρανζίστορ. Το κύριο πράγμα είναι ότι πληρούν τις απαιτήσεις για τη λειτουργικότητα αυτού του κυκλώματος και τις παραμέτρους λειτουργίας των στοιχείων που περιλαμβάνονται σε αυτό. Όλα τα υπόλοιπα εξαρτώνται από την ετοιμότητα και την προσοχή του ερμηνευτή.