Relés de estado sólido caseiros - circuito e dispositivo

Relés mecânicos antigos têm duas desvantagens - baixa velocidade e recursos limitados em termos do número de comutações permitidas. As chaves eletrônicas que vieram para substituí-los (outro nome é transistor de estado sólido ou relé triac) são completamente desprovidas dessas deficiências, o que atraiu a atenção de especialistas em eletrônica para elas. A ausência de peças mecânicas, bem como a simplicidade do circuito, facilitam a montagem em casa. Lidar com esta tarefa ajudará a se familiarizar com as características do dispositivo e o princípio de operação desses elementos.

O que são relés de estado sólido e sua classificação

Relés de estado sólido (ou SSRs) são dispositivos eletrônicos com uma estrutura livre de componentes mecânicos. O princípio de seu funcionamento está baseado nas peculiaridades de funcionamento das junções semicondutoras, caracterizadas por uma alta velocidade de chaveamento e proteção contra campos físicos.

A comutação de relés de estado sólido é baseada no princípio de acionamento por chave eletrônica.

Esses produtos tradicionalmente usam componentes eletrônicos comuns, como transistores, diodos controlados ou tiristores como elementos-chave. Dependendo das estruturas utilizadas em sua fabricação, os SSRs são subdivididos em dispositivos construídos com base em um dos elementos listados (relés triac, por exemplo).

De acordo com os modos de operação e o tipo de tensões comutadas, as amostras de relés de estado sólido fabricados com base em semicondutores são divididos nos seguintes grupos:

• dispositivos comutando corrente contínua;
• dispositivos que controlam a operação de linhas de carga com parâmetros de corrente variáveis;
• produtos universais operando em vários circuitos.

Para os primeiros dispositivos, o controle de tensões constantes de no máximo 32 volts é característico. Os representantes das duas posições restantes são capazes de comutar potenciais de magnitude considerável (até dezenas de quilovolts).

Benefícios do TTP

As vantagens de um relé incluem:

• a capacidade de alternar cargas relativamente poderosas;
• alta performance;
• trabalhar em condições de isolamento galvânico;
• capacidade de resistir à sobrecarga de curto prazo.

Nenhum produto mecânico ou eletromecânico pode competir com interruptores eletrônicos. Portanto, novas estruturas baseadas em semicondutores substituíram completamente os antigos projetos mecânicos.

As características únicas de desempenho dos SSRs permitem que sejam usados ​​sem quaisquer restrições com um aumento simultâneo no recurso de resposta. Todas as vantagens listadas desses dispositivos são um excelente motivo para tentar montar um relé de estado sólido com suas próprias mãos. As desvantagens desses produtos incluem a necessidade de fonte de alimentação adicional, bem como a necessidade de remover o excesso de calor gerado ao trabalhar com cargas potentes.

Autoprodução

Para fazer um relé de corrente com suas próprias mãos, você precisa estocar uma série de componentes eletrônicos que constituem a base dos circuitos de comutação. Você também precisará de materiais especiais com os quais o corpo do revezamento caseiro será feito.

Elementos eletrônicos

As seguintes peças comuns são geralmente usadas como componentes eletrônicos usados ​​na autofabricação da amostra SSR mais simples:

• optoacoplador MOS3083;
• marca triac VT139-800;
• transistor bipolar da série KT209;
• um conjunto de resistores, bem como um diodo zener e um LED que serve como um indicador de operação do relé.

Os elementos eletrônicos listados são soldados de forma articulada de acordo com o diagrama fornecido nas fontes. Junto com outros componentes, ele contém um transistor chave que fornece pulsos estabilizados ao diodo de controle do par optoacoplador.

O momento da entrega é fixado por um elemento LED, cuja utilização no circuito executivo permite a inspeção visual.

Sob a influência desses pulsos, ocorre uma operação instantânea do triac semicondutor, incluído no circuito comutado. O uso de um par optoacoplador em tal circuito de comutação torna possível controlar potenciais constantes de 5 a 24 volts.

A cadeia de limitação de um resistor com um diodo zener é necessária para reduzir a amplitude da corrente que flui através do LED e do elemento de controle para um valor mínimo. Este projeto de circuito permite estender a vida útil da maioria dos elementos usados ​​na construção do circuito.

Construção do corpo (preenchimento com composto)

Para a fabricação do corpo do produto pré-fabricado, em primeiro lugar, é necessária uma placa de alumínio com espessura de 3-5 mm, que servirá de base para a montagem eletrônica. Os tamanhos são escolhidos livremente, desde que garantam uma boa dissipação do calor para o ambiente. Outro requisito para esta peça é uma superfície bem processada, absolutamente lisa, polida com uma ferramenta especial ou lixada para dar brilho.

Na próxima etapa de preparação do corpo, a placa escolhida como base é dotada de uma orla de uma tira de papelão colada em todo o perímetro. Como resultado, você receberá uma pequena caixa projetada para acomodar o circuito eletrônico montado anteriormente. Basicamente, apenas o triac é rigidamente fixado a partir dos componentes, todos os outros elementos são mantidos dentro do corpo por suas próprias conexões.

Para conexão à carga e fonte de alimentação, os condutores correspondentes são retirados da caixa.

No futuro, a fixação confiável de todo o conjunto é fornecida por um composto líquido vertido na caixa, preparado com antecedência em um recipiente adequado. Após o endurecimento, obtém-se uma estrutura monolítica, que não é inferior aos melhores desenhos industriais em termos de proteção contra vibrações e outras influências. Seu único inconveniente é a impossibilidade de desmontagem para posterior reparo do circuito.

Variedades de TTP

Ao montar circuitos de relé de estado sólido com suas próprias mãos, deve-se ter em mente que uma ampla variedade de componentes pode ser usada para esses fins. Nada impede que uma pessoa que começa a trabalhar escolha transistores de efeito de campo modernos, por exemplo, aqueles caracterizados por alta velocidade e baixo consumo de energia. Esses elementos são controlados apenas por potenciais, garantindo a possibilidade de troca de consumidores suficientemente potentes. Estruturas de campo, como MOSFETs, são capazes de comutar circuitos de carga, nos quais a potência atinge dezenas de kW.

Para a autoprodução de um relé de estado sólido, é permitido selecionar outras estruturas semicondutoras que podem controlar os circuitos de potência: tiristores, por exemplo, ou transistores bipolares. O principal é que cumpram os requisitos de funcionalidade deste circuito e os parâmetros de funcionamento dos elementos nele incluídos. Tudo o mais depende da preparação e atenção do executor.