Hjemmelagde solid state-reléer - krets og enhet

Gamle mekaniske reléer har to ulemper - lav hastighet og begrenset ressurs når det gjelder antall tillatte brytere. De elektroniske bryterne som kom til å erstatte dem (et annet navn er en solid state-transistor eller triac-relé) er fullstendig blottet for disse manglene, noe som vakte oppmerksomhet fra elektronikkeksperter til dem. Fraværet av mekaniske deler, samt kretsens enkelhet, gjør det enkelt å montere dem hjemme. Å takle denne oppgaven vil hjelpe deg med å bli kjent med funksjonene til enheten og prinsippet om driften av disse elementene.

Hva er solid state-reléer og deres klassifisering

Solid state-reléer (eller SSR-er) er elektroniske enheter med en struktur som er fri for mekaniske komponenter. Prinsippet for deres drift er basert på særegenheter ved driften av halvlederkryss, preget av høy byttehastighet og beskyttelse mot fysiske felt.

Bytte av solid state-reléer er basert på prinsippet om elektronisk nøkkelaktivering.

Disse produktene bruker tradisjonelt vanlige elektroniske komponenter som transistorer, kontrollerte dioder eller tyristorer som nøkkelelementer. Avhengig av strukturene som brukes i sin produksjon, er SSR-er delt inn i enheter bygget på grunnlag av et av de listede elementene (for eksempel triac-reléer).

I samsvar med driftsmodusene og typen koblede spenninger er eksempler på halvledereeléer produsert på basis av halvledere delt inn i følgende grupper:

• enheter som bytter likestrøm;
• enheter som styrer driften av lastelinjer med parametere med variabel strøm;
• universelle produkter som opererer i forskjellige kretsløp.

For de første enhetene er kontrollen av konstante spenninger på ikke mer enn 32 volt karakteristisk. Representanter for de to gjenværende posisjonene er i stand til å bytte potensialer av betydelig størrelse (opptil titalls kilovolt).

Fordeler med TTP

Fordelene med et stafett inkluderer:

• muligheten til å bytte relativt kraftige belastninger;
• høy ytelse;
• arbeid under forhold med galvanisk isolasjon;
• evne til å tåle kortsiktig overbelastning.

Ingen mekaniske eller elektromekaniske produkter kan konkurrere med elektroniske brytere. Derfor har nye strukturer basert på halvledere helt erstattet gamle mekaniske design.

De unike ytelsesegenskapene til SSR-er gjør at de kan brukes uten noen begrensning med en samtidig økning i svarressursen. Alle de nevnte fordelene med disse enhetene er en utmerket grunn til å prøve å montere et solid state-relé med egne hender. Ulempene med disse produktene inkluderer behovet for ekstra strømforsyning, samt behovet for å fjerne overflødig varme som genereres når du arbeider med kraftige belastninger.

Egenproduksjon

For å lage et nåværende relé med egne hender, må du fylle på en rekke elektroniske komponenter som utgjør grunnlaget for å bytte kretser. Du trenger også spesielle materialer som kroppen til det hjemmelagde stafetten vil bli laget av.

Elektroniske elementer

Følgende vanlige deler brukes vanligvis som elektroniske komponenter som brukes til egenproduksjon av den enkleste SSR-prøven:

• optokobler MOS3083;
• triac merke VT139-800;
• bipolar transistor i KT209-serien;
• et sett med motstander, i tillegg til en zenerdiode og en LED som fungerer som en indikator for relédrift.

De oppførte elektroniske elementene er loddet på en hengslet måte i henhold til diagrammet gitt i kildene. Sammen med andre komponenter inneholder den en nøkkeltransistor som leverer stabiliserte pulser til kontrolldioden til optokoblingsparet.

Leveringstidspunktet er løst av et LED-element, hvis bruk i lederkretsen tillater visuell inspeksjon.

Under påvirkning av disse pulser oppstår en øyeblikkelig operasjon av halvleder triac, inkludert i den koblede kretsen. Bruken av et optokoblerpar i en slik koblingskrets gjør det mulig å kontrollere konstante potensialer fra 5 til 24 volt.

Begrensningskjeden til en motstand med en zenerdiode er nødvendig for å redusere amplituden til strømmen som strømmer gjennom LED-en og kontrollelementet til en minimumsverdi. Denne kretsdesignen lar deg forlenge levetiden til de fleste elementene som brukes i konstruksjonen av kretsen.

Kroppskonstruksjon (fylling med blanding)

For fremstilling av kroppen til det prefabrikkerte produktet kreves først og fremst en aluminiumsplate med en tykkelse på 3-5 mm, den vil tjene som grunnlag for den elektroniske monteringen. Størrelsene er fritt valgt, forutsatt at de garanterer god varmespredning til omgivelsene. Et annet krav til denne delen er en godt bearbeidet, helt glatt overflate, polert med et spesialverktøy eller pusset til en glans.

I det neste trinnet med å forberede kroppen, er platen valgt som base utstyrt med en kant laget av en stripe papp limt rundt omkretsen. Som et resultat får du en liten boks designet for å imøtekomme den tidligere monterte elektroniske kretsen. På grunnlag av dette er bare triac festet stivt fra komponentene, alle andre elementer holdes inne i kroppen av sine egne forbindelser.

For tilkobling til last og strømforsyning bringes de tilsvarende lederne ut av esken.

I fremtiden tilveiebringes pålitelig feste av hele forsamlingen av en flytende forbindelse helles i esken, forberedt på forhånd i en passende beholder. Etter at det stivner får du en monolitisk struktur, som ikke er dårligere enn de beste industrielle designene når det gjelder beskyttelse mot vibrasjoner og annen påvirkning. Den eneste ulempen er umuligheten av demontering for påfølgende reparasjon av kretsen.

Varianter av TTR

Når du monterer solid state-relékretser med egne hender, bør du huske at et bredt utvalg av komponenter kan brukes til disse formålene. Ingenting hindrer en person som tar opp arbeidet i å velge moderne felteffekt-transistorer, for eksempel de som er preget av høy hastighet og lavt strømforbruk. Disse elementene styres bare av potensialer, noe som sikrer muligheten for å bytte tilstrekkelig kraftige forbrukere. Feltstrukturer som MOSFETs er i stand til å bytte belastningskretser, der kraften når titalls kW.

For egenproduksjon av et solid-state-relé, er det lov å velge andre halvlederstrukturer som kan kontrollere strømkretser: tyristorer, for eksempel, eller bipolare transistorer. Det viktigste er at de oppfyller kravene til funksjonaliteten til denne kretsen og driftsparametrene til elementene som er inkludert i den. Alt annet avhenger av utøverens beredskap og oppmerksomhet.