Polovodičový reléový obvod: doporučení pro sestavení zařízení vlastníma rukama a pokyny pro připojení

Sestavit polovodičové relé je schopen i začínající radioamatér. Toto zařízení je založeno na polovodičových rádiových součástkách. Výkonové spínače se montují na tyristory, tranzistory nebo triaky. Chcete-li vytvořit polovodičový reléový obvod vlastníma rukama, stojí za to zjistit princip fungování a vlastnosti připojení zařízení. V důsledku toho může být použit ke zlepšení spolehlivosti a bezpečnosti elektrického obvodu.

Výhody a nevýhody

Na rozdíl od jiných typů relé nemají polovodičová relé pohyblivé kontakty. Spínání elektrických obvodů v tomto zařízení se provádí podle principu elektronického klíče vyrobeného na polovodičích. Aby při vytváření polovodičového relé nebyly žádné problémy, je nutné pochopit princip fungování zařízení a jeho konstrukci.

Nicméně stojí za to začít popisem jeho hlavních výhod:

• Schopnost přepínat výkonné zátěže.
• Přepínání probíhá vysokou rychlostí.
• Vysoce kvalitní galvanické oddělení.
• Schopný odolat vážnému přetížení v krátkém časovém období.

Žádné mechanické relé nemá stejné parametry. Oblast použití polovodičového relé (SSR) je prakticky neomezená. Absence pohyblivých prvků v konstrukci výrazně zvyšuje životnost zařízení. Na to je však třeba pamatovat zařízení má nejen výhody. Některé vlastnosti SSR jsou nevýhodami. Například při provozu výkonných zařízení je nutné použít další prvek pro odstranění tepelné energie.

Často rozměry radiátoru výrazně přesahují rozměry samotného relé. V takové situaci je instalace zařízení poněkud obtížná. Když je zařízení zavřené, dochází k úniku proudu, což vede ke vzniku nelineární charakteristiky proud-napětí. Při použití SSR je tedy třeba věnovat pozornost charakteristikám spínaných napětí. Některé typy zařízení jsou schopné provozu pouze v DC sítích. Při připojení polovodičového relé k obvodu je nutné zajistit prostředky ochrany proti falešným poplachům.

Typy zařízení

Polovodičová relé lze rozdělit do několika skupin podle určitých parametrů. Nejčastěji se pro klasifikaci těchto zařízení používá kategorie připojené zátěže a také způsob sledování a spínání napětí. Existují tedy 3 typy relé:

• Zařízení pracující ve stejnosměrných obvodech.
• Spínače pro střídavé obvody.
• Univerzální relé.

Do první skupiny patří SSR se spínacím napětím 3-32 V. Mají malé rozměry, jsou vybaveny LED indikací a mohou efektivně pracovat v rozsahu teplot od -35 do 75 stupňů. Zástupci druhé kategorie jsou spínače určené pro provoz ve střídavých obvodech při napětí 24-220 V. Univerzální zařízení mají možnost ručního nastavení pro použití ve specifických podmínkách.

Pokud zařízení klasifikujeme podle charakteru připojené zátěže, pak můžeme rozlišit 2 typy zařízení pracujících ve střídavých sítích - jedno- a třífázové. S jejich pomocí můžete ovládat poměrně vysokou zátěž při proudové síle 10-75 A. také stojí za to věnovat pozornost indikátorům špičkového elektrického proudu, které jsou schopny dosáhnout 500 A.

Polovodičové spínače lze použít v různých typech obvodů, jako jsou kapacitní nebo odporové. Jejich konstrukce umožňuje zbavit se hluku během provozu a také dosáhnout hladkého ovládání pohonů, například elektromotorů nebo lamp. SSR jsou vysoce spolehlivé, ale v mnoha ohledech závisí životnost zařízení na výrobci.

Výrobní doporučení

V souladu s konstrukčními prvky by obvod zařízení neměl být sestaven na textolitu, ale pomocí sklopné montáže. Existuje poměrně málo obvodových řešení.a požadovaný by měl být vybrán v závislosti na různých parametrech, například spínací výkon.

Elektronické komponenty a funkční kontrola

Jako příklad uvažujme jednoduchý obvod.

Použití optického páru MOS3083 umožňuje generovat řídicí signál, jehož vstupní napětí je v rozsahu 5-24V. Pro prodloužení životnosti LED AL307A je do obvodu zaveden obvod sestávající z odporu a zenerovy diody. Najít všechny elektronické položky nebude těžké. Sestavený obvod musí být zkontrolován z hlediska provozuschopnosti.

Chcete-li to provést, nemůžete do obvodu připojit napětí 220 V, ale omezte se na připojení testeru paralelně k řídicímu vedení triaku. Na měřicím zařízení musíte nejprve zvolit režim "mOhm" a přivést napájení 5-24 V do sekce generování řídicího napětí. Pokud byl obvod správně sestaven, tester ukáže rozdíl v odporu v rozsahu mΩ-kΩ.

Design trupu

Základem domácího polovodičového relé bude hliníkový plech o tloušťce 3 až 5 mm. Rozměry desky nemají zásadní význam a při výběru materiálu je nutné zohlednit pouze podmínky pro kvalitní odvod tepla z triaku. Je třeba také pamatovat na to, že povrch základny musí být rovný a musí být nejprve z obou stran očištěn jemným brusným papírem.

Dalším krokem je instalace okraje z plastu nebo silné lepenky po obvodu desky. Výsledkem by měla být krabice, která se následně vyplní epoxidem. Uvnitř skříně je instalován reléový obvod sestavený pomocí povrchové montáže. V tomto případě by měl být na hliníkové desce umístěn pouze triak.

Chcete-li zlepšit proces rozptylu tepla, měli byste použít tepelnou pastu a umístit ji na celou kontaktní plochu hliníkové základny a polovodičového prvku. Je třeba také pamatovat na to, že u některých triaků není anoda izolována a jsou instalovány pouze přes slídový substrát.

Náplň směsí

K výrobě směsi budete potřebovat alabastr a epoxid bez tvrdidla. Použití alabastru umožňuje vyřešit dva problémy najednou - vznikne směs ideální konzistence a při minimální spotřebě epoxidové pryskyřice se získá dostatečné množství roztoku. Při přípravě se hmota důkladně promíchá, poté lze přidat tvrdidlo a znovu promíchat.

Poté se vytvořený obvod opatrně vyplní hmotou až po horní úroveň a na povrchu zůstane pouze část ovládací LED hlavice. Při konstrukci pouzdra polovodičového spínače lze použít jakékoli řešení vhodné pro odlévání. Jediným kritériem při výběru přísad je nedostatek schopnosti vést elektrický proud.

Domácí SSR je dobrou volbou pro připojení k nízkonapěťovým nízkonapěťovým obvodům. Sběr výkonnějších zařízení určených pro vysoké napětí je nepraktický. Takové obvody jsou vysoce složité a je lepší koupit hotové zařízení.