Pokyny pro sestavení polovodičového relé to provedete sami

Polovodičové relé (TTR) je zařízení ze série elektronických součástí nemechanického působení. Nedostatek mechaniky otevírá více příležitostí pro milovníky elektroniky, aby udělali solid-state relé do-it-yourself pro osobní použití.

Zvažte tuto možnost podrobněji.

Návrh a princip provozu TTR

Pokud většina této elektroniky tradičně obsahuje pohyblivé části kontaktních skupin, nemá polovodičové relé takovéto části vůbec. Obvodové spínací zařízení se provádí na principu elektronického klíče. A role elektronických přepínačů je obvykle prováděna polovodiči zabudovanými do těla relé - výkonových tranzistorů, triaků a tyristorů.

Předtím, než se pokusíme udělat nezávislé relé, je logické seznámit se se základním návrhem těchto zařízení, pochopit princip jejich provozu.

V rámci důkladného prostudování zařízení je okamžitě nutné vybrat výhodné strany TTR:

• spínání silného zatížení;
• vysoká spínací rychlost;
• ideální galvanické oddělení;
• schopnost krátce udržet vysoké přetížení.

Mezi mechanickými strukturami najít relé s podobnými parametry opravdu není možné. Obecně jsou výhody mechanických protějšků v polovodičových relé vyjádřeny v působivém seznamu.

Provozní podmínky pro TTR prakticky neomezují použití těchto zařízení. Kromě toho nepřítomnost pohyblivých mechanických částí příznivě ovlivňuje životnost zařízení. Takže je tu každý důvod, proč si pořídit polovodičové relé - sestavit přístroj vlastníma rukama.

Ve spravedlnosti, spolu s pozitivními aspekty, je však třeba poznamenat vlastnosti relé, charakterizované jako nevýhody. Pro provoz zařízení s vysokým výkonem je tedy zpravidla nutná další součást konstrukce, která je určena k odvádění tepla.

Radiátory pro chlazení polovodičových relé mají celkové rozměry několikanásobně větší než rozměry TTR, což snižuje pohodlí a efektivitu instalace.

Během provozu (v uzavřeném stavu) zařízení TTR poskytují zpětný svodový proud a vykazují nelineární charakteristiku proudového napětí. Není dovoleno používat všechna polovodičová relé bez omezení vlastností spínaných napětí.

Samostatné typy zařízení jsou určeny k přepínání pouze stejnosměrného proudu. Zavedení polovodičových relé do obvodu obvykle vyžaduje použití dalších opatření zaměřených na blokování falešných poplachů.

Pevné relé lze často nalézt obecně. byt elektrický panel.

Jak funguje polovodičové relé?

Řídicí signál (obvykle nízkoúrovňové napětí, přicházející například z řídicí jednotky) je přiváděn do LED diody optoelektronického páru přítomného v obvodu TTP. LED začne vydávat světlo směrem k fotodiodě, která se zase otevírá a začíná proudit.

Proud procházející fotodiodou přichází do řídicí elektrody klíčového tranzistoru nebo tyristoru. Tlačítko se otevře, zavře zátěžový okruh.

Takto funguje funkce spínání přístroje. Veškerá elektronika je tradičně uzavřena v monolitickém pouzdře. Ve skutečnosti se tedy zařízení nazývá polovodičové relé.

A jak se připojit polovodičové relé lze číst tohoto materiálu.

Typy polovodičových přepínačů

Celá existující řada přístrojů může být rozdělena do skupin podle kategorie zásuvného zatížení, vlastností řídicích a spínacích napětí.

Celkem tedy existují tři skupiny:

1. Zařízení pracující v DC obvodech.
2. Zařízení pracující v AC obvodech.
3. Univerzální provedení.

První skupinu představují přístroje s parametry provozních řídicích napětí 3–32 voltů. Jedná se o relativně malou elektroniku, vybavenou LED displejem, schopným provozu bez přerušení při teplotách -35 / +75 ° C.

Druhá skupina - zařízení určená pro instalaci v AC sítích. Zde jsou návrhy TTR pro instalaci v AC sítích, řízené napětím 24 - 250 voltů. Jsou zde zařízení schopná spínat zátěž s vysokým výkonem.

Třetí skupinou jsou univerzální zařízení. Obvody tohoto typu zařízení podporují manuální konfiguraci pro použití za určitých podmínek.

Pokud začnete z povahy připojené zátěže, měli byste rozlišovat dva typy polovodičových AC relé: jednofázové a třífázové. Oba typy jsou určeny pro spínání dostatečně silného zatížení při proudech 10 - 75 A. V tomto případě mohou špičkové hodnoty krátkodobého proudu dosáhnout hodnoty 500 A.

Kapacitní, odporové a indukční obvody mohou působit jako zátěž přepínané polovodičovými relé. Konstrukce spínačů umožňují, bez nadměrného hluku, plynulou regulaci například topných těles, žárovek a elektromotorů.

Spolehlivost práce je dostatečně vysoká. V mnoha ohledech však stabilita a odolnost polovodičových relé závisí na kvalitě výroby výrobků. Zařízení vyráběná pod určitou značkou „Impuls“ jsou často označována krátkou životností.

Na druhou stranu, výrobky společnosti Schneider Electric nemají žádný důvod k kritice.

Jak to udělat TTR sami?

Vzhledem k konstrukčnímu znaku zařízení (monolit) není obvod sestaven na desce textolitu, jak je obvyklé, ale montáží.

Řešení obvodů v tomto směru lze nalézt mnoho. Specifická volba závisí na požadovaném spínacím výkonu a dalších parametrech.

Elektronické součástky pro montáž obvodu

Seznam prvků jednoduchého schématu pro praktický vývoj a stavbu polovodičového relé do-it-yourself:

1. Optočlen typu MOS3083.
2. Triac typ VT139-800.
3. Tranzistorová řada KT209.
4. Rezistory, Zenerova dioda, LED.

Všechny uvedené elektronické komponenty jsou pájeny montáží podle následujícího schématu:

Díky použití optočlenu MOS3083 v regulačním obvodu řídicího signálu se vstupní napětí může pohybovat od 5 do 24 voltů.

A vzhledem k tomu, že řetěz se skládá ze Zenerovy diody a omezovacího odporu, proud procházející přes řídicí LED je omezen na minimum. Takové řešení zajišťuje dlouhou životnost kontrolky LED.

Kontrola shromážděného schématu výkonu

Je třeba zkontrolovat funkčnost sestaveného obvodu. Připojení, zatímco zátěžové napětí 220 voltů ve spínacím obvodu přes triak je volitelné. Stačí připojit měřicí přístroj - tester paralelně ke spínací lince triaku.

Měřící režim testeru by měl být nastaven na “MOhm” a napájecí napětí (5-24V) na řídicí obvod generujícího napětí. Pokud vše funguje správně, měl by tester ukázat rozdíl v odporu od “MΩ” do “KΩ”.

Zařízení monolitického pouzdra

Pod základem tělesa budoucího polovodičového relé bude zapotřebí deska z hliníku o tloušťce 3-5 mm. Rozměry desky nejsou kritické, ale musí splňovat podmínky pro účinné odvádění tepla z triaku, když je tento elektronický prvek zahříván.

Povrch hliníkové desky musí být rovný. Navíc je nutné zpracovat obě strany - čistý jemným brusným papírem, lesk.

V další etapě je připravená deska opatřena „bedněním“ - po obvodu je nalepen okraj lepenky nebo plastu. Měla by vytvořit krabici, která bude později naplněna epoxidovou pryskyřicí.

Uvnitř boxu je umístěn elektronický obvod polovodičového relé, který je sestaven z “vrchlíku”. Na povrchu hliníkové desky se vejde pouze triak.

Jiné části a vodiče by se neměly dotýkat hliníkového substrátu. Triak se aplikuje na hliník takovou částí těla, která je určena pro instalaci na radiátor.

Tepelně vodivá pasta by měla být použita v oblasti kontaktu mezi skříní triak a hliníkovým substrátem. Některé značky triaků s neizolovanou anodou musí být instalovány přes těsnění slídy.

Triak musí být pevně přitlačován k základně s nějakým druhem zátěže a nalije se po obvodu epoxidovým lepidlem nebo nějakým způsobem zajištěn, aniž by se zlomil povrch zadní strany podkladu (například nýtem).

Příprava sloučeniny a vylití těla

Při výrobě pevného tělesa elektronického zařízení budete muset vytvořit směs sloučenin. Složení směsi sloučenin se provádí na základě dvou složek:

1. Epoxid bez tužidla.
2. Prášek Alabaster.

Díky přídavku alabastru řeší mistr dva problémy najednou - při jmenovité spotřebě epoxidové pryskyřice získá vyčerpávající objem plnicí hmoty a vytvoří optimální náplň.

Směs se musí důkladně promíchat, poté se přidá tužidlo a znovu se důkladně promíchá. Dále jemně nalijte "namontovanou" montáž do lepenkové krabice vytvořené sloučeniny.

Vyplňte na nejvyšší úroveň a ponechte na povrchu pouze část hlavy kontrolky LED. Zpočátku nemusí povrch sloučeniny vypadat docela hladce, ale po chvíli se obraz změní. Zbývá pouze čekat na úplné ztuhnutí odlitku.

Ve skutečnosti můžete použít jakékoliv vhodné řešení pro odlévání. Hlavním kritériem je, aby odlévací kompozice nebyla elektricky vodivá a po tuhnutí by měl být vytvořen dobrý stupeň tuhosti odlitku. Odlévaný případ polovodičového relé je druhem ochrany elektronického obvodu proti náhodnému fyzickému poškození.

Závěry a užitečné video na toto téma

Toto video ukazuje, jak a na základě jakýchkoliv elektronických součástek vytvořit polovodičové relé. Autor přehledně vypráví o všech podrobnostech výrobní praxe, se kterými se osobně setkal při výrobě elektronického spínače:

Video o problému, se kterým se lze setkat po akvizici jednofázového TTP od prodejců z Číny. Cestou vede zvláštní přezkoumání zařízení spínacího zařízení:

Nezávislá výroba polovodičových relé je poměrně možným řešením, ale s ohledem na výrobky pro nízkonapěťová zatížení, které spotřebovávají relativně nízký výkon.

Silnější a vysokonapěťová zařízení to dělají obtížně. A tento podnik na financování bude stát stejnou částku jako tovární kopie. Pokud je to nutné, je jednodušší koupit hotový průmyslový přístroj.

Máte-li jakékoli dotazy týkající se montáže polovodičového relé, zeptejte se jich prosím v bloku s poznámkami a my se pokusíme dát jim velmi jasnou odpověď. Můžete se také podělit o zkušenosti s vlastním výrobním štafetou nebo poskytnout cenné informace k tématu článku.