Instructies voor het monteren van een solid-state relais doe het zelf

Solid-state relais (TTR) is een apparaat uit een reeks elektronische componenten van niet-mechanische actie. Het gebrek aan mechaniek opent meer mogelijkheden voor elektronicaminnaars om een ​​doe-het-zelvers estafette voor persoonlijk gebruik te maken.

Overweeg deze mogelijkheid in meer detail.

Het ontwerp en principe van operatie TTR

Als de meeste van deze elektronica traditioneel bewegende delen van contactgroepen bevatten, heeft het solid-state relais helemaal geen dergelijke onderdelen. Circuit switching circuit apparaat wordt uitgevoerd op het principe van een elektronische sleutel. En de rol van elektronische schakelaars wordt meestal uitgevoerd door halfgeleiders ingebouwd in de behuizing van de relais - vermogenstransistors, triacs en thyristors.

Alvorens te proberen een solid-state relais onafhankelijk te maken, is het logisch om kennis te maken met het basisontwerp van dergelijke apparaten om het principe van hun werking te begrijpen.

In het kader van een grondige studie van het apparaat, is het onmiddellijk noodzakelijk om de preferentiële kanten van TTP te onderscheiden:

• schakelen van krachtige belasting;
• hoge schakelsnelheid;
• ideale galvanische isolatie;
• het vermogen om een ​​hoge overbelasting kort te houden.

Onder de mechanische structuren om een ​​relais met vergelijkbare parameters te vinden, is echt niet mogelijk. Over het algemeen worden de voordelen met betrekking tot mechanische tegenhangers in solid-state relais uitgedrukt in een indrukwekkende lijst.

De werkomstandigheden voor TTR beperken praktisch het gebruik van deze apparaten niet. Bovendien heeft de afwezigheid van bewegende mechanische onderdelen een gunstige invloed op de levensduur van apparaten. Er is dus alle reden om een ​​solid-state relais te nemen - om het apparaat met uw eigen handen samen te stellen.

Echter, in billijkheid, samen met de positieve aspecten, moeten de eigenschappen van het relais, gekenmerkt als nadelen, worden opgemerkt. Dus, voor de werking van apparaten met een hoog vermogen, is in de regel een extra component van de structuur vereist, die is ontworpen om warmte te verwijderen.

Radiatoren voor het koelen van solid-state relais hebben algemene afmetingen die meerdere malen groter zijn dan die van TTR, wat het gemak en de efficiëntie van de installatie vermindert.

Tijdens bedrijf (in de gesloten toestand) geven de TTR-apparaten een omgekeerde lekstroom en vertonen ze een niet-lineaire stroom-spanningskarakteristiek. Niet alle solid-state relais zijn toegestaan ​​om te gebruiken zonder enige beperkingen in de karakteristieken van geschakelde spanningen.

Aparte soorten apparaten zijn ontworpen om alleen gelijkstroom te schakelen. De introductie van solid-state relais in het circuit vereist meestal extra maatregelen om vals alarm te blokkeren.

Solid-state relais zijn vaak te vinden in het algemeen. elektrisch paneel van appartement.

Hoe werkt een solid-state relais?

Het besturingssignaal (gewoonlijk een laagniveau-spanning, die bijvoorbeeld afkomstig is van de besturingsregelaar) wordt toegevoerd aan de LED van een opto-elektronisch paar dat aanwezig is in het TTP-circuit. De LED begint licht uit te zenden naar de fotodiode, die op zijn beurt opent en stroom begint te geven.

De stroom die door de fotodiode gaat, komt toe aan de stuurelektrode van de sleuteltransistor of thyristor. De sleutel opent, sluit het laadcircuit.

Dit is hoe de instrumentenschakelfunctie werkt. Alle elektronica is traditioneel ingesloten in een monolithische behuizing. Eigenlijk wordt het apparaat daarom een ​​solid-state relais genoemd.

En hoe een vastestofrelais aan te sluiten kan worden ingelezen dit materiaal.

Soorten solid-state schakelaars

Het gehele bestaande assortiment apparaten kan worden onderverdeeld in groepen, op basis van de categorie van plug-in belasting, functies van besturings- en schakelspanningen.

In totaal zijn er dus drie groepen:

1. Apparaten die werken in DC-circuits.
2. Apparaten die werken in wisselstroomcircuits.
3. Universele ontwerpen.

De eerste groep wordt weergegeven door instrumenten met de parameters van operationele stuurspanningen van 3-32 volt. Dit is een relatief kleine elektronica, voorzien van een LED-display, in staat om zonder onderbreking te werken bij temperaturen van -35 / +75 ºС.

De tweede groep - apparaten die zijn ontworpen voor installatie in AC-netwerken. Hier zijn de ontwerpen van TTR voor installatie in AC-netwerken, aangestuurd door een spanning van 24 - 250 volt. Er zijn apparaten die in staat zijn om hoge belasting te schakelen.

De derde groep is universele apparaten. De schakelingen van dit type apparaat ondersteunen handmatige configuratie voor gebruik onder bepaalde omstandigheden.

Als u uitgaat van de aard van de aangesloten belasting, moet u twee soorten solid-state wisselstroomrelais onderscheiden: eenfasig en driefasig. Beide typen zijn ontworpen voor het schakelen van een voldoende krachtige belasting bij stromen van 10 - 75 A. In dit geval kunnen de piekstroomwaarden voor kortstondige waarden waarden van 500 A bereiken.

Capacitieve, resistieve en inductieve circuits kunnen werken als een belasting die wordt geschakeld door solid-state relais. Schakelaarontwerpen maken het mogelijk om zonder overmatige ruis de verwarmingselementen, gloeilampen en elektromotoren soepel te regelen.

De betrouwbaarheid van het werk is voldoende hoog. Maar in veel opzichten hangt de stabiliteit en duurzaamheid van solid-state relais af van de kwaliteit van de productie van producten. Apparaten vervaardigd onder een bepaalde merknaam "Impuls" worden dus vaak gekenmerkt door een korte levensduur.

Aan de andere kant laten Schneider Electric-producten geen reden voor kritiek.

Hoe maak je TTR zelf aan de gang?

Rekening houdend met het ontwerpkenmerk van het apparaat (monoliet), wordt het circuit niet op een textolietbord gemonteerd, zoals gebruikelijk, maar door montage.

Circuitoplossingen in deze richting zijn veel te vinden. De specifieke optie hangt af van het vereiste schakelvermogen en andere parameters.

Elektronische componenten voor circuitmontage

De lijst met elementen van een eenvoudig schema voor de praktische ontwikkeling en constructie van een doe-het-zelvers estafette:

1. Optocoupler type MOS3083.
2. Triac type VT139-800.
3. Transistor KT209-serie.
4. Weerstanden, Zenerdiode, LED.

Alle gespecificeerde elektronische componenten worden gesoldeerd door ze te monteren volgens het volgende schema:

Door het gebruik van de optocoupler MOS3083 in de stuurconditioneringscircuitregeling kan de ingangsspanning variëren van 5 tot 24 volt.

En dankzij de ketting die bestaat uit een Zener-diode en een begrenzende weerstand, wordt de stroom die door de besturings-LED loopt tot een minimum herleid. Een dergelijke oplossing zorgt voor een lange levensduur van de besturings-LED.

Het verzamelde schema controleren op prestaties

Het geassembleerde circuit moet worden gecontroleerd op bruikbaarheid. Aansluiten terwijl de laadspanning van 220 volt in het schakelcircuit door de triac optioneel is. Het volstaat om een ​​meetapparaat aan te sluiten - tester parallel aan de schakellijn van de triac.

De meetmodus van de tester moet worden ingesteld op "MOhm" en voedingsvermogen (5-24 V) aan de besturingsspanningsgeneratieschakeling. Als alles goed werkt, moet de tester het verschil in weerstand laten zien van "MΩ" tot "KΩ".

Apparaat van de monolithische behuizing

Onder de basis van het lichaam van het toekomstige solid-state relais zal een plaat van aluminium met een dikte van 3-5 mm nodig zijn. De afmetingen van de plaat zijn niet kritisch, maar moeten voldoen aan de voorwaarden voor het effectief verwijderen van warmte uit de triac wanneer dit elektronische element wordt verwarmd.

Het oppervlak van de aluminiumplaat moet vlak zijn. Bovendien is het noodzakelijk om beide zijden te bewerken - schoon met fijn schuurpapier, polijsten.

In de volgende fase is de voorbereide plaat uitgerust met "bekisting" - een rand van karton of plastic wordt langs de omtrek gelijmd. Het zou een soort doos moeten maken, die later met epoxyhars wordt gevuld.

Een elektronisch circuit van een solid-state relais, geassembleerd door een "luifel", wordt in de doos geplaatst. Op het oppervlak van de aluminiumplaat past alleen een triac.

Geen andere delen en geleiders van het circuit mogen het aluminiumsubstraat raken. De triac wordt aangebracht op het aluminium met dat deel van de behuizing dat is ontworpen voor installatie op de radiator.

Warmtegeleidende pasta moet worden gebruikt in het contactgebied tussen de behuizing van de triac en het aluminiumsubstraat. Sommige merken triacs met een niet-geïsoleerde anode moeten worden geïnstalleerd via een mica-pakking.

De triac moet met enige belasting stevig op de basis worden gedrukt en langs de buitenrand met epoxylijm worden gegoten of op een bepaalde manier worden vastgezet zonder het oppervlak van de achterkant van het substraat te breken (bijvoorbeeld met een klinknagel).

Bereiding van de verbinding en gieten van het lichaam

Bij de vervaardiging van een massief lichaam van een elektronisch apparaat moet u een samengesteld mengsel maken. De samenstelling van het samengesteld mengsel is gemaakt op basis van twee componenten:

1. Epoxy zonder verharder.
2. Albast poeder.

Dankzij de toevoeging van albast lost de meester twee problemen tegelijk op - hij krijgt een uitputtend volume van de vulmassa bij het nominale verbruik van epoxyhars en zorgt voor een vulling met de optimale consistentie.

Het mengsel moet grondig worden gemengd, waarna u een verharder kunt toevoegen en het mengsel opnieuw grondig kunt mengen. Giet vervolgens voorzichtig de "gemonteerde" installatie in de gemaakte verpakking van de kartonnen doos.

Vul do aan het hoogste niveau, verlatend op de oppervlakte slechts een deel van de kop van de controlelamp. Aanvankelijk ziet het oppervlak van de verbinding er misschien niet helemaal glad uit, maar na een tijdje verandert het beeld. Het blijft alleen wachten op de volledige stolling van het gietstuk.

In feite kunt u elke geschikte toepassing voor gietoplossingen toepassen. Het belangrijkste criterium is dat de gietsamenstelling niet elektrisch geleidend zou moeten zijn, plus een goede graad van gietstijfheid zou moeten worden gevormd na stolling. De gegoten behuizing van een solid-state relais is een soort elektronische circuitbeveiliging tegen accidentele fysieke schade.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Deze video laat zien hoe en op basis van elektronische componenten een solid-state relais kan maken. De auteur vertelt lucide over alle details van de productiepraktijk die hij persoonlijk tegenkwam bij de productie van een elektronische schakelaar:

Video over het probleem dat kan optreden na de overname van eenfase-TTP van verkopers uit China. Onderweg voert hij een eigenaardige recensie uit van het apparaat van het schakelapparaat:

Onafhankelijke productie van solid-state relais is een vrij mogelijke oplossing, maar met betrekking tot producten voor laagspanningsbelastingen, die een relatief laag vermogen verbruiken.

Krachtiger en hoogspanningstoestellen doen het zelf moeilijk. En deze venture op het gebied van financiën kost hetzelfde bedrag als het fabrieksexemplaar. Dus, indien nodig, is het gemakkelijker om een ​​kant en klaar industrieel apparaat te kopen.

Als u vragen hebt over de montage van een solid-state relais, vraag hen dan in het blok met opmerkingen en we zullen proberen hen een uiterst duidelijk antwoord te geven. U kunt ook de ervaring van zelfproducerend relais delen of waardevolle informatie over het onderwerp van het artikel geven.