Hemlagade halvledarreläer - krets och enhet

Gamla mekaniska reläer har två nackdelar - låg hastighet och begränsad resurs när det gäller antalet tillåtna växlingar. De elektroniska omkopplarna som ersatte dem (ett annat namn är en halvledartransistor eller triacrelä) saknar helt dessa brister, vilket uppmärksammade elektronikspecialister på dem. Frånvaron av mekaniska delar såväl som kretsens enkelhet gör det enkelt att montera dem hemma. Att klara av denna uppgift kommer att hjälpa dig att bekanta dig med enhetens funktioner och principen för dessa element.

Vad är halvledarreläer och deras klassificering

Halvledarreläer (eller SSR) är elektroniska enheter med en struktur fri från mekaniska komponenter. Principen för deras drift är baserad på särdragen hos driften av halvledarkorsningar, som kännetecknas av hög omkopplingshastighet och skydd mot fysiska fält.

Växlingen av halvledarreläer baseras på principen om elektronisk nyckelmanövrering.

Dessa produkter använder traditionellt vanliga elektroniska komponenter som transistorer, kontrollerade dioder eller tyristorer som nyckelelement. Beroende på strukturerna som används vid tillverkningen är SSR: er uppdelade i enheter byggda på basis av ett av de listade elementen (till exempel triac-reläer).

I enlighet med driftsätten och typen av omkopplade spänningar delas prover av halvledarreläer tillverkade på basis av halvledare i följande grupper:

• enheter som växlar likström;
• enheter som styr drift av lastlinjer med variabla strömparametrar;
• universella produkter som arbetar i olika kretsar.

För de första enheterna är kontrollen av konstanta spänningar på högst 32 volt karakteristisk. Representanter för de två återstående positionerna kan växla potentialer av avsevärd storlek (upp till tiotals kilovolt).

Fördelar med TTP

Fördelarna med ett relä inkluderar:

• förmågan att växla relativt kraftiga laster;
• hög prestanda;
• arbeta under förhållanden med galvanisk isolering;
• förmåga att motstå kortvarig överbelastning.

Ingen mekanisk eller elektromekanisk produkt kan konkurrera med elektroniska omkopplare. Därför har nya strukturer baserade på halvledare helt ersatt gamla mekaniska mönster.

SSR: s unika prestandaegenskaper gör att de kan användas utan några begränsningar med en samtidig ökning av livslängden. Alla de listade fördelarna med dessa enheter är en utmärkt anledning att försöka montera ett halvledarrelä med egna händer. Nackdelarna med dessa produkter inkluderar behovet av ytterligare strömförsörjning samt behovet av att avlägsna överflödig värme som genereras när man arbetar med kraftiga belastningar.

Självproduktion

För att göra ett strömrelä med egna händer måste du fylla på ett antal elektroniska komponenter som utgör grunden för omkopplingskretsar. Du kommer också att behöva speciella material från vilka kroppen av det hemlagade reläet kommer att göras.

Elektroniska element

Följande vanliga delar används vanligtvis som elektroniska komponenter som används vid egenproduktion av det enklaste SSR-provet:

• optokopplare MOS3083;
• triac-märke VT139-800;
• bipolär transistor KT209-serien;
• en uppsättning motstånd, samt en zenerdiod och en lysdiod som fungerar som en indikator på reläfunktionen.

De listade elektroniska elementen löds på ett ledat sätt enligt schemat i källorna. Tillsammans med andra komponenter innehåller den en nyckeltransistor som levererar stabiliserade pulser till optiokopplingsparets styrdiod.

Leveransmomentet fixeras av ett LED-element, vars användning i verkställande kretsen möjliggör visuell inspektion.

Under påverkan av dessa pulser sker en omedelbar drift av halvledartriac, inkluderad i den kopplade kretsen. Användningen av ett optokopplingspar i en sådan omkopplingskrets gör det möjligt att styra konstanta potentialer från 5 till 24 volt.

En begränsande kedja av ett motstånd med en zenerdiod är nödvändig för att reducera amplituden för strömmen som strömmar genom LED och styrelementet till ett minimivärde. Denna kretskonstruktion gör att du kan förlänga livslängden för de flesta element som används vid konstruktion av kretsen.

Kroppsdesign (injektering)

För tillverkning av den prefabricerade produktens kropp krävs först en aluminiumplatta med en tjocklek på 3-5 mm, den kommer att tjäna som grund för den elektroniska monteringen. Storlekarna väljs fritt, förutsatt att de garanterar god värmeavledning till omgivningen. Ett annat krav för denna del är en väl bearbetad, helt slät yta, polerad med ett specialverktyg eller slipat till en glans.

I nästa steg för att förbereda kroppen är plattan som valts som bas utrustad med en kantning gjord av en remsa av papp limmad runt omkretsen. Som ett resultat får du en liten låda utformad för att rymma den tidigare monterade elektroniska kretsen. På sin bas är endast triacen fast fäst från komponenterna, alla andra element hålls i kroppen genom sina egna anslutningar.

För att ansluta till last och strömförsörjning leds motsvarande ledare ur lådan.

I framtiden tillhandahålls tillförlitlig fastsättning av hela enheten av en flytande förening som hälls i lådan, förberedd i förväg i en lämplig behållare. Efter att det har hårdnat får du en monolitisk struktur, som inte är sämre än de bästa industriella designen när det gäller skydd mot vibrationer och andra influenser. Dess enda nackdel är omöjligheten att demontera i syfte att efterföljande reparera kretsen.

Varianter av TTP

När du monterar solid state-reläkretsar med egna händer, bör du komma ihåg att ett stort antal komponenter kan användas för dessa ändamål. Ingenting hindrar en person som tar arbete från att välja moderna fälteffekt-transistorer, till exempel sådana som kännetecknas av hög hastighet och låg strömförbrukning. Dessa element styrs endast av potentialer, vilket säkerställer möjligheten att byta tillräckligt starka konsumenter. Fältstrukturer som MOSFET kan byta lastkretsar, i vilka kraften når tiotals kW.

För egenproduktion av ett halvledarrelä är det tillåtet att välja andra halvledarkonstruktioner som kan styra effektkretsar: tyristorer, till exempel, eller bipolära transistorer. Det viktigaste är att de uppfyller kraven för den här kretsens funktion och driftsparametrarna för de element som ingår i dess sammansättning. Allt annat beror på artistens beredskap och uppmärksamhet.