Kotitekoiset puolijohdereleet - piiri ja laite

Vanhoilla mekaanisilla releillä on kaksi haittapuolta - pieni nopeus ja rajallinen resurssi sallittujen kytkentöjen lukumäärän suhteen. Elektroniset kytkimet, jotka tulivat korvaamaan ne (toinen nimi on puolijohdetransistori tai triac-rele), ovat täysin puuttuneet näistä puutteista, jotka herättivät elektroniikka-asiantuntijoiden huomion niihin. Mekaanisten osien puuttuminen ja piirin yksinkertaisuus helpottavat niiden asentamista kotona. Tämän tehtävän selviäminen auttaa tutustumaan laitteen ominaisuuksiin ja näiden elementtien toimintaperiaatteeseen.

Mitä ovat puolijohdereleet ja niiden luokittelu

Puolijohdereleet (tai SSR: t) ovat elektronisia laitteita, joiden rakenne on vapaa mekaanisista komponenteista. Niiden toiminnan periaate perustuu puolijohdekenttien toiminnan erityispiirteisiin, joille on tunnusomaista suuri kytkentänopeus ja suoja fyysisiltä kentiltä.

Puolijohdereleiden kytkentä perustuu avaimen elektronisen toiminnan periaatteeseen.

Näissä tuotteissa käytetään perinteisesti tärkeitä elementtejä, kuten transistoreita, ohjattuja diodeja tai tyristoreja. SSR: t on jaoteltu niiden valmistuksessa käytettyjen rakenteiden mukaan laitteisiin, jotka on rakennettu jonkin luetellun elementin (esimerkiksi triac-releiden) perusteella.

Käyttötapojen ja kytkettyjen jännitteiden tyypin mukaan puolijohteiden perusteella valmistetut puolijohdereleiden näytteet jaetaan seuraaviin ryhmiin:

• laitteet, jotka vaihtavat tasavirtaa;
• laitteet, jotka ohjaavat kuormituslinjojen toimintaa vaihtelevilla virtaparametreilla;
• universaalit tuotteet, jotka toimivat eri piireissä.

Ensimmäisille laitteille on ominaista enintään 32 voltin vakiojännitteiden hallinta. Kahden jäljellä olevan sijainnin edustajat pystyvät vaihtamaan huomattavan suuret potentiaalit (jopa kymmeniä kilovoltteja).

TTP: n edut

Releen etuja ovat:

• kyky vaihtaa suhteellisen voimakkaita kuormia;
• korkea suorituskyky;
• työskennellä galvaanisen eristyksen olosuhteissa;
• kyky kestää lyhytaikaista ylikuormitusta.

Mikään mekaaninen tai sähkömekaaninen tuote ei voi kilpailla elektronisten kytkimien kanssa. Siksi uudet puolijohteisiin perustuvat rakenteet ovat täysin korvanneet vanhat mekaaniset mallit.

SSR: ien ainutlaatuiset suorituskykyominaisuudet mahdollistavat niiden käytön ilman rajoituksia lisäämällä samanaikaisesti vastausresurssia. Näiden laitteiden kaikki luetellut edut ovat erinomainen syy yrittää koota puolijohderele omin käsin. Näiden tuotteiden haittoihin kuuluu lisävirtalähteen tarve sekä tarve poistaa voimakas kuormituksessa syntyvä ylimääräinen lämpö.

Oma tuotanto

Jotta nykyinen rele voidaan tehdä omin käsin, sinun on varastoitava useita elektronisia komponentteja, jotka muodostavat kytkentäpiirien perustan. Tarvitset myös erikoismateriaaleja, joista kotitekoisen releen runko valmistetaan.

Elektroniset elementit

Seuraavia yleisiä osia käytetään yleensä elektronisina komponentteina, joita käytetään yksinkertaisimman SSR-näytteen itse valmistuksessa:

• optoeristin MOS3083;
• triac-tuotemerkki VT139-800;
• KT209-sarjan bipolaaritransistori;
• vastusjoukko sekä zener-diodi ja LED, joka toimii releen toiminnan indikaattorina.

Luetellut elektroniset elementit juotetaan saranoidusti lähteissä olevan kaavion mukaisesti. Muiden komponenttien ohella se sisältää avaintransistorin, joka toimittaa stabiloidut pulssit optopariparin ohjausdiodille.

Toimitushetken kiinnittää LED-elementti, jonka käyttö johtavassa piirissä mahdollistaa silmämääräisen tarkastuksen.

Näiden pulssien vaikutuksesta tapahtuu kytkettyyn piiriin sisältyvän puolijohdetriakin välitön toiminta. Optoerotinparin käyttö tällaisessa kytkentäpiirissä mahdollistaa vakiopotentiaalien ohjaamisen 5 - 24 volttia.

Zener-diodilla varustetun vastuksen rajoittava ketju on välttämätön LEDin ja ohjauselementin läpi virtaavan virran amplitudin pienentämiseksi minimiarvoon. Tämän piirisuunnittelun avulla voit pidentää useimpien piirin rakentamisessa käytettyjen elementtien käyttöikää.

Rungon rakenne (täyte seoksella)

Esivalmistetun tuotteen rungon valmistamiseen tarvitaan ensinnäkin 3-5 mm paksuus alumiinilevy, joka toimii perustana elektroniselle kokoonpanolle. Koot valitaan vapaasti, jos ne takaavat hyvän lämmönpoiston ympäristöön. Toinen vaatimus tälle osalle on hyvin käsitelty, täysin sileä pinta, kiillotettu erikoistyökalulla tai hiottu kiiltoon.

Rungon valmistelun seuraavassa vaiheessa alustaksi valittu levy on varustettu reunalla, joka on valmistettu kehän ympäri liimatusta pahvinauhasta. Tuloksena saat pienen laatikon, joka on suunniteltu vastaamaan aiemmin koottua elektronista virtapiiriä. Sen perusteella vain triac on kiinnitetty jäykästi komponenteista, kaikkia muita elementtejä pidetään kehossa omien yhteyksiensä avulla.

Liitännät kuormaan ja virtalähteeseen vastaavat johtimet tuodaan ulos laatikosta.

Tulevaisuudessa koko kokoonpanon luotettava kiinnitys saadaan laatikkoon kaadetulla nestemäisellä yhdisteellä, joka on valmistettu etukäteen sopivassa astiassa. Kovettumisen jälkeen saat monoliittisen rakenteen, joka ei ole huonompi kuin parhaat teollisuusmallit tärinältä ja muilta vaikutuksilta suojattuna. Sen ainoa haittapuoli on mahdottomuus purkaa piirin myöhempää korjaamista varten.

TTR-lajikkeet

Kun kootaan kiinteän tilan relepiirejä omin käsin, on pidettävä mielessä, että näihin tarkoituksiin voidaan käyttää monenlaisia ​​komponentteja. Mikään ei estä työtä tekevää henkilöä valitsemasta esimerkiksi moderneja kenttätransistoreita, esimerkiksi nopeita ja pieniä virrankulutuksia. Näitä elementtejä hallitaan vain potentiaalien avulla, mikä takaa mahdollisuuden vaihtaa riittävän voimakkaita kuluttajia. Kenttärakenteet, kuten MOSFET, pystyvät vaihtamaan kuormituspiirejä, joissa teho saavuttaa kymmeniä kW.

Kiinteän tilan releen itse tuottamiseksi on sallittua valita muita puolijohderakenteita, jotka voivat ohjata virtapiirejä: esimerkiksi tyristorit tai bipolaariset transistorit. Tärkeintä on, että ne täyttävät tämän piirin toiminnallisuutta ja siihen sisältyvien elementtien toimintaparametrit. Kaikki muu riippuu esiintyjän valmiudesta ja tarkkaavaisuudesta.