Solid State Relay (TTR) er en enhet fra en rekke elektroniske komponenter for ikke-mekanisk handling. Mangelen på mekanikk åpner opp flere muligheter for elektronikkelskere å lage et solid-state relé gjør-det-selv for personlig bruk.
Vurder denne muligheten mer detaljert.
Innholdet i artikkelen:
-
Utformingen og prinsippet om drift TTR
- Hvordan fungerer et solid state relé?
- Typer av Solid State Switches
-
Hvordan lage TTR gjør det selv?
- Elektroniske komponenter for kretsmontering
- Kontrollerer det samlede ordningen for ytelse
- Monolittisk montering av enhet
- Fremstilling av forbindelsen og helling av kroppen
- Konklusjoner og nyttig video om emnet
Utformingen og prinsippet om drift TTR
Hvis det meste av denne elektronikken tradisjonelt inneholder bevegelige deler av kontaktgrupper, har solid-state-reléet ingen slike deler i det hele tatt. Kretsbryterenheten utføres på prinsippet om en elektronisk nøkkel. Og rollen som elektroniske brytere utføres vanligvis av halvledere som er innebygd i reléets strømforsyningstransistorer, triakser og tyristorer.
Før du prøver å lage et solid-state relé uavhengig, er det logisk å bli kjent med den grunnleggende utformingen av slike enheter, for å forstå prinsippet om deres drift.
Industriell produksjon produserer solid-state reléer av ulike konfigurasjoner, designet for en rekke betingelser for praktisk anvendelse. Utvalg av modifikasjoner omfattende
Innenfor rammen av en grundig undersøkelse av enheten, er det umiddelbart nødvendig å sette ut de fordelaktige sidene av TTR:
- bytte av kraftig last;
- høy byttehastighet;
- ideell galvanisk isolasjon;
- evnen til kort å holde høy overbelastning.
Blant de mekaniske strukturene for å finne et relé med lignende parametere er det ikke mulig. Generelt er fordelene ved mekaniske motstykker i solid-state reléer uttrykt i en imponerende liste.
To elektroniske enheter, som funksjonelt gir omkoblingskretser: til venstre er laget på grunnlag av solid state konstruksjon, til høyre - det tradisjonelle mekaniske koblingssystemet
Driftsbetingelsene for TTR begrenser ikke bruken av disse enhetene. I tillegg påvirker fraværet av bevegelige mekaniske deler fordelaktig levetid for anordninger. Så det er all grunn til å ta et solid-state relé - å montere enheten med egne hender.
Men i rettferdighet, sammen med de positive aspektene, bør egenskapene til reléet, karakterisert som ulemper, noteres. Så, for drift av høyeffektenheter, er det som regel nødvendig med en ekstra komponent av strukturen, som er utformet for å fjerne varme.
Ved omstilling av en kraftig belastning, er reléet i en solid-state versjon nesten alltid supplert med kraftige kjøle radiatorer. Dette øyeblikket kompliserer noe bruk av TTP
Radiatorer for kjøling av solid-state reléer har overordnede dimensjoner flere ganger større enn de for TTR, noe som reduserer bekvemmeligheten og effektiviteten av installasjonen.
Under drift (i lukket tilstand) gir TTR-enhetene en motsatt lekkasjestrøm og viser en ikke-lineær strømspenningsegenskap. Ikke alle solid-state reléer er tillatt å bruke uten begrensninger i egenskapene til svitsjede spenninger.
Utformes kun til bruk i kretser der likestrøm er tilført. Vanligvis er disse enhetene preget av små dimensjoner og liten byttekraft.
Separate typer enheter er konstruert for å bytte bare likestrøm. Innføringen av solid-state reléer inn i kretsen krever vanligvis bruk av ytterligere tiltak for å blokkere falske alarmer.
Solid state reléer kan ofte bli funnet generelt. leilighet elektrisk panel.
Hvordan fungerer et solid state relé?
Kontrollsignalet (vanligvis en lavspenning, som for eksempel kommer fra kontrollenheten), blir matet til lysdioden til et optoelektronisk par som er tilstede i TTP-kretsen. Lysdioden begynner å sende lys mot fotodioden, som igjen åpner og begynner å passere strømmen.
Generell TTR-skjema, som tydelig viser hvordan den elektroniske enheten fungerer: 1 - kontroll spenning kilde; 2 - optokoppler inne i reléhuset; 3 - last strømkilde; 4 - last
Strømmen som går gjennom fotodioden kommer til styrelektroden til nøkkeltransistoren eller tyristoren. Nøkkelen åpnes, lukker belastningskretsen.
Slik fungerer instrumentbryterfunksjonen. All elektronikk er tradisjonelt innelukket i en monolitisk sak. Faktisk kalles enheten derfor et solid-state-relé.
Og hvordan du kobler til et solid state-relé kan leses inn dette materialet.
Typer av Solid State Switches
Hele eksisterende utvalg av enheter kan deles inn i grupper, basert på kategorien plugin-belastning, funksjoner for kontroll- og spenningsspenninger.
Således er det totalt tre grupper:
- Enheter som opererer i likestrømskretser.
- Enheter som opererer i vekselstrømskretser.
- Universelle design.
Den første gruppen er representert av instrumenter med parametrene for driftsstyrespenningene på 3-32 volt. Dette er en relativt liten elektronikk, utstyrt med LED-skjerm, som kan fungere uten avbrudd ved temperaturer på -35 / +75 ºі.
Utbredt utførelse av den elektroniske enheten for bruk i et enkeltfaset elektrisk nettverk. Også det er andre design, men mye mindre
Den andre gruppen - enheter designet for installasjon i AC-nettverk. Her er designene til TTR for installasjon i AC-nettverk, styrt av en spenning på 24-250 volt. Det er enheter som kan bytte høyeffektbelastninger.
Den tredje gruppen er universelle enheter. Kretskort av denne typen enhet støtter manuell konfigurasjon for bruk under visse forhold.
Hvis du starter med karakteren av den tilkoblede belastningen, bør du skille mellom to typer solid state AC-reléer: enfaset og trefaset. Begge typer er konstruert for å bytte tilstrekkelig kraftig last ved strømmer på 10 - 75 A. I dette tilfellet kan peak kortvarige nåverdier nå verdier på 500 A.
En utbredt versjon for bruk i et trefaset elektrisk nettverk. Ofte brukt som en lineær regulator av kraftige elektriske varmeovner (TEN)
Kapasitive, resistive og induktive kretser kan fungere som en last som byttes av solid-state reléer. Bytt design gir, uten overdreven støy, en jevn styring av for eksempel varmeelementer, glødelamper og elektriske motorer.
Arbeidets pålitelighet er tilstrekkelig høy. Men i mange henseender er stabiliteten og holdbarheten til solid-state reléer avhengig av kvaliteten på produktionen av produkter. Dermed er enheter produsert under et bestemt merkenavn "Impuls" ofte merket med kort levetid.
På den annen side gir Schneider Electric-produkter ingen grunn til kritikk.
Hvordan lage TTR gjør det selv?
Med tanke på utformingsfunksjonen til enheten (monolit), er kretsen ikke montert på et tekstolittkort, som vanlig, men ved montering.
Det ser ut som et hjemmelaget solid state relay design. Gjør noe som dette er enkelt. Vi trenger bare grunnleggende ferdigheter hos en elektronikkingeniør og en elektriker. Materialkostnadene er små
Kretskortløsninger i denne retningen kan bli funnet mange. Det bestemte alternativet avhenger av nødvendig koblingseffekt og andre parametere.
Elektroniske komponenter for kretsmontering
Listen over elementer av en enkel skjema for praktisk utvikling og bygging av et solid-state relé gjør-det-selv:
- Optocoupler type MOS3083.
- Triac type VT139-800.
- Transistor KT209-serien.
- Motstander, Zener diode, LED.
Alle spesifiserte elektroniske komponenter er loddet ved montering i henhold til følgende skjema:
Skjematisk diagram for lav-effekt solid-state relé for montering av egne hender. Et lite antall deler og en enkel montert installasjon gjør det mulig å lette kretsen lett.
På grunn av bruken av optokoppleren MOS3083 i styresignalets kondisjonskrets, kan inngangsspenningen variere fra 5 til 24 volt.
Og på grunn av kjeden som består av en Zener-diode og en begrensningsmotstand, blir strømmen som går gjennom kontroll LED redusert til det minste mulig. En slik løsning sikrer en lang levetid for kontroll LED.
Kontrollerer det samlede ordningen for ytelse
Den samlede kretsen må kontrolleres for drift. Koble til mens lastspenningen på 220 volt i bryterkretsen gjennom triac er valgfri. Det er nok å koble til en måleenhet - tester parallelt med triac-bryteren.
Verifisering av solid state relé med en måleenhet. Hvis en styrespenning påføres inngangen på enheten, må triacovergangen åpnes
Målemodus av testeren skal settes til "MOhm" og strømforsyning (5-24V) til styrespenningsgenereringskretsen. Hvis alt fungerer som det skal, skal testeren vise forskjellen i motstand fra "MΩ" til "KΩ".
Monolittisk montering av enhet
Under basen av fremtidens kropp vil solid-state relé kreve en aluminiumplate med en tykkelse på 3-5 mm. Dimensjonene på platen er ikke kritiske, men må overholde betingelsene for effektiv fjerning av varme fra triac når dette elektroniske elementet blir oppvarmet.
Rammen for å fylle kroppen til den fremtidige enheten. Laget av pappstrimmel eller andre egnede materialer. På aluminiumsunderlaget er det festet med universal lim
Overflaten på aluminiumplaten må være flatt. I tillegg er det nødvendig å behandle begge sider - rengjør med fint sandpapir, polsk.
På neste trinn er den forberedte tallerkenen utstyrt med "forskaling" - en kant av papp eller plast limes langs omkretsen. Det skal lage en slags boks, som senere fylles med epoxyharpiks.
En elektronisk krets av et solid-state relé montert av en "baldakin" er plassert inne i esken. På overflaten av aluminiumplaten passer bare en triac.
Feste triacet på aluminiumsubstratet. Hovedbetingelsen - denne elektroniske komponenten må være godt presset til metallbunnen. Dette er den eneste måten å sikre høykvalitetsvarme og pålitelig drift.
Ingen andre deler og ledere av kretsen bør røre aluminiumsunderlaget. Triacen påføres aluminiumet med den delen av kroppen som er konstruert for montering på radiatoren.
Varmeledende pasta skal brukes i kontaktområdet mellom triachuset og aluminiumsubstratet. Noen merker av triacs med uisolert anode må installeres gjennom en glimmerpakning.
Mulighet for å montere triacet på underlaget ved hjelp av nagler. På baksiden flater klinkene ut med overflaten av underlaget
Triacet må presses tett til basen med en slags last og helles rundt omkretsen med epoksylim eller sikret på en eller annen måte uten å bryte overflaten på baksiden av substratet (for eksempel med nagle).
Fremstilling av forbindelsen og helling av kroppen
Under fremstillingen av en solid kropp av en elektronisk enhet må du lage en sammensatt blanding. Sammensetningen av forbindelsesblandingen er laget på grunnlag av to komponenter:
- Epoxy uten herder.
- Alabaster pulver.
Takket være tillegget av alabaster, løser mesteren to problemer samtidig - han får et uttømmende volum av fyllingsforbindelsen ved det nominelle forbruket av epoxyharpiks og skaper en fylling av optimal konsistens.
Blandingen må blandes grundig, hvorpå du kan legge til en herder og blandes grundig igjen. Deretter helles den "monterte" installasjonen forsiktig inn i kartongboksen opprettet forbindelse.
Det ser ut som en ferdig kopi av et solid-state-relé montert for hånd. Noe uvanlig og ikke veldig presentabel, men pålitelig nok
Fyll på toppnivået, og bare på overflaten etterlater en del av kontrollampens hode. Innledningsvis kan overflaten av forbindelsen ikke se ganske glatt ut, men etter en stund vil bildet endre seg. Det gjenstår bare å vente på fullstendig størkning av støpingen.
Faktisk kan du bruke noen egnet for støpløsninger. Hovedkriteriet er at støpestoffblandingen ikke bør være elektrisk ledende, pluss en god grad av støpestivitet bør dannes etter størkning. Kastehuset av et solid-state relé er en slags elektronisk kretsbeskyttelse mot utilsiktet fysisk skade.
Konklusjoner og nyttig video om emnet
Denne videoen viser hvordan og på grunnlag av eventuelle elektroniske komponenter kan lage et solid-state relé. Forfatteren forteller fortalt om alle detaljene i produksjonspraksis som han personlig opplevde i produksjonen av en elektronisk bryter:
Video om problemet som kan oppstå etter oppkjøpet av enfaset TTP fra selgere fra Kina. Underveis utfører han en spesiell gjennomgang av bryterenheten:
Uavhengig produksjon av solid-state reléer er en ganske mulig løsning, men med hensyn til produkter for lavspenningsbelastning, som forbruker relativt lav effekt.
Mer kraftige og høyspenningsapparater gjør det vanskelig for deg selv. Og dette venture på finans vil koste like mye som fabrikkkopien. Så, om nødvendig, er det lettere å kjøpe en ferdig industriell enhet.
Hvis du har spørsmål om montering av et solid-state-relé, vennligst spør dem i blokken med kommentarer, og vi vil prøve å gi dem et ekstremt klart svar. Du kan også dele opplevelsen av selvtillitstillingsrelé eller gi verdifull informasjon om emnet i artikkelen.
