Obwód przekaźnika półprzewodnikowego: zalecenia dotyczące montażu urządzenia własnymi rękami i instrukcje podłączenia

Nawet początkujący amator radiowy jest w stanie zmontować przekaźnik półprzewodnikowy. To urządzenie oparte jest na półprzewodnikowych elementach radiowych. Wyłączniki mocy montowane są na tyrystorach, tranzystorach lub triakach. Aby zrobić obwód przekaźnika półprzewodnikowego własnymi rękami, warto poznać zasadę działania i cechy podłączenia urządzenia. Dzięki temu może być stosowany do poprawy niezawodności i bezpieczeństwa obwodu elektrycznego.

Zalety i wady

W przeciwieństwie do innych typów przekaźników, przekaźniki półprzewodnikowe są pozbawione ruchomych styków. Przełączanie obwodów elektrycznych w tym urządzeniu odbywa się zgodnie z zasadą klucza elektronicznego wykonanego na półprzewodnikach. Aby przy tworzeniu przekaźnika półprzewodnikowego nie było problemów, konieczne jest zrozumienie zasady działania urządzenia i jego konstrukcji.

Warto jednak zacząć od opisania jego głównych zalet:

• Możliwość przełączania potężnych obciążeń.
• Przełączanie odbywa się z dużą prędkością.
• Wysokiej jakości izolacja galwaniczna.
• Zdolne do wytrzymania poważnych przeciążeń w krótkim czasie.

Żaden przekaźnik mechaniczny nie ma takich samych parametrów. Obszar zastosowania przekaźnika półprzewodnikowego (SSR) jest praktycznie nieograniczony. Brak ruchomych elementów w konstrukcji znacznie zwiększa żywotność urządzenia. Należy jednak pamiętać, że urządzenie ma nie tylko zalety. Niektóre właściwości SSR są wadami. Na przykład podczas pracy potężnych urządzeń konieczne staje się użycie dodatkowego elementu do usuwania energii cieplnej.

Często wymiary grzejnika znacznie przekraczają wymiary samego przekaźnika. W takiej sytuacji instalacja urządzenia jest nieco trudna. Gdy urządzenie jest zamknięte, występuje prąd upływowy, co prowadzi do pojawienia się nieliniowej charakterystyki prądowo-napięciowej. Dlatego podczas korzystania z przekaźników SSR należy zwrócić uwagę na charakterystykę przełączanych napięć. Niektóre typy urządzeń mogą działać tylko w sieciach DC. Podłączając przekaźnik półprzewodnikowy do obwodu, konieczne jest zapewnienie środków ochrony przed fałszywymi alarmami.

Rodzaje urządzeń

Przekaźniki półprzewodnikowe można podzielić na kilka grup według określonych parametrów. Najczęściej do klasyfikacji tych urządzeń stosuje się kategorię podłączonego obciążenia, a także sposób monitorowania i przełączania napięcia. Tak więc istnieją 3 rodzaje przekaźników:

• Urządzenia pracujące w obwodach prądu stałego.
• Przełączniki do obwodów prądu przemiennego.
• Przekaźniki uniwersalne.

Pierwsza grupa obejmuje przekaźniki SSR o napięciu przełączania 3-32 V. Mają niewielkie wymiary, są wyposażone w sygnalizację LED i mogą skutecznie pracować w zakresie temperatur od -35 do 75 stopni. Przedstawicielami drugiej kategorii są przełączniki przeznaczone do pracy w obwodach prądu przemiennego o napięciu 24-220 V. Urządzenia uniwersalne posiadają możliwość ręcznego dostosowania do użytku w określonych warunkach.

Jeśli klasyfikujemy urządzenia według charakteru podłączonego obciążenia, to możemy wyróżnić 2 rodzaje urządzeń pracujących w sieciach prądu przemiennego - jedno- i trójfazowe. Za ich pomocą możesz kontrolować dość duże obciążenie przy natężeniu prądu 10-75 A. warto również zwrócić uwagę na wskaźniki szczytowego prądu elektrycznego, które są w stanie osiągnąć 500 A.

Przełączniki półprzewodnikowe mogą być stosowane w różnych typach obwodów, takich jak pojemnościowe lub rezystancyjne. Ich konstrukcja pozwala pozbyć się hałasu podczas pracy, a także uzyskać płynne sterowanie napędami, na przykład silnikami elektrycznymi lub lampami. SSR są wysoce niezawodne, ale pod wieloma względami żywotność urządzeń zależy od producenta.

Zalecenia produkcyjne

Zgodnie z cechami konstrukcyjnymi obwód urządzenia powinien być montowany nie na tekstolicie, ale za pomocą mocowania na zawiasach. Istnieje kilka rozwiązań obwodów., a żądany należy dobierać w zależności od różnych parametrów, na przykład mocy przełączania.

Elementy elektroniczne i kontrola działania

Jako przykład rozważ prosty obwód.

Zastosowanie pary optycznej MOS3083 umożliwia generowanie sygnału sterującego, którego napięcie wejściowe mieści się w zakresie 5-24 V. Aby przedłużyć żywotność diody AL307A, do obwodu wprowadza się obwód składający się z rezystancji i diody Zenera. Odnalezienie wszystkich elementów elektronicznych nie będzie trudne. Zmontowany obwód należy sprawdzić pod kątem działania.

Aby to zrobić, nie można podłączyć do obwodu napięcia 220 V, ale ograniczyć się do podłączenia testera równolegle do linii sterującej triaka. Na urządzeniu pomiarowym należy najpierw wybrać tryb „mOhm” i podać zasilanie o napięciu 5-24 V do sekcji generowania napięcia sterującego. Jeżeli obwód został zmontowany poprawnie, tester wskaże różnicę rezystancji w zakresie mΩ-kΩ.

Konstrukcja ciała

Podstawą domowego przekaźnika półprzewodnikowego będzie płyta aluminiowa o grubości od 3 do 5 mm. Wymiary płyty nie mają fundamentalnego znaczenia, a przy wyborze materiału należy wziąć pod uwagę tylko warunki wysokiej jakości odprowadzania ciepła z triaka. Należy również pamiętać, że powierzchnia podłoża musi być płaska i musi być najpierw oczyszczona drobnym papierem ściernym z obu stron.

Następnym krokiem jest zamontowanie ramki z tworzywa sztucznego lub grubej tektury na obwodzie płyty. Rezultatem powinno być pudełko, które następnie wypełnia się żywicą epoksydową. Wewnątrz obudowy znajduje się obwód przekaźnika montowany za pomocą montażu natynkowego. W takim przypadku na aluminiowej płycie powinien znajdować się tylko triak.

Aby usprawnić proces odprowadzania ciepła, należy zastosować pastę termoprzewodzącą, nakładając ją na całą powierzchnię styku aluminiowej podstawy i elementu półprzewodnikowego. Należy również pamiętać, że w przypadku niektórych triaków anoda nie jest izolowana, a montuje się je tylko przez podłoże mikowe.

Napełnianie masą

Do sporządzenia mieszanki potrzebny będzie alabaster i żywica epoksydowa bez utwardzacza. Zastosowanie alabastru pozwala na jednoczesne rozwiązanie dwóch problemów - powstaje mieszanina o idealnej konsystencji i uzyskuje się wystarczającą ilość roztworu przy minimalnym zużyciu żywicy epoksydowej. Podczas przygotowania masa jest dokładnie wymieszana, po czym można dodać utwardzacz i ponownie wymieszać.

Następnie utworzony obwód jest starannie wypełniany mieszanką do górnego poziomu, pozostawiając na powierzchni tylko część głowicy kontrolnej LED. W konstrukcji obudowy przełącznika półprzewodnikowego można zastosować dowolne rozwiązanie nadające się do odlewania. Jedynym kryterium przy doborze składników jest brak zdolności przewodzenia prądu elektrycznego.

Domowy przekaźnik SSR to dobry wybór do podłączenia do obwodów niskiego napięcia o małej mocy. Zbieranie mocniejszych urządzeń zaprojektowanych na wysokie napięcia jest niepraktyczne. Takie obwody są bardzo złożone i lepiej kupić gotowe urządzenie.