Pokyny pre montáž polovodičového relé to robíte sami

Polovodičové relé (TTR) je zariadenie zo série elektronických komponentov nemechanického pôsobenia. Nedostatok mechaniky otvára viac príležitostí pre milovníkov elektroniky, aby sa solid-state relé do-it-yourself pre osobné použitie.

Zvážte túto možnosť podrobnejšie.

Návrh a princíp prevádzky TTR

Ak väčšina tejto elektroniky tradične obsahuje pohyblivé časti kontaktných skupín, polovodičové relé nemá takéto časti vôbec. Obvodové spínacie zariadenie sa vykonáva na princípe elektronického kľúča. A úloha elektronických spínačov sa zvyčajne vykonáva polovodičmi zabudovanými v tele relé - výkonových tranzistorov, triakov a tyristorov.

Predtým, ako sa pokúšame urobiť relé polovodičovej ochrany nezávisle, je logické zoznámiť sa so základným dizajnom takýchto zariadení, pochopiť princíp ich fungovania.

V rámci dôkladného preštudovania zariadenia je okamžite potrebné vybrať výhodné strany TTR:

• spínanie silného zaťaženia;
• vysoká rýchlosť spínania;
• ideálne galvanické oddelenie;
• schopnosť krátko držať vysoké preťaženie.

Medzi mechanickými štruktúrami nájsť relé s podobnými parametrami naozaj nie je možné. Vo všeobecnosti sú výhody týkajúce sa mechanických náprotivkov v polovodičových relé vyjadrené v pôsobivom zozname.

Prevádzkové podmienky pre TTR prakticky neobmedzujú používanie týchto zariadení. Okrem toho neprítomnosť pohyblivých mechanických častí priaznivo ovplyvňuje životnosť zariadení. Takže je tu každý dôvod, aby sa polovodičové relé - pre montáž zariadenia vlastnými rukami.

Avšak, v spravodlivosti, spolu s pozitívnymi aspektmi, vlastnosti relé, charakterizované ako nevýhody, treba poznamenať. Pre prevádzku vysokovýkonných zariadení je spravidla potrebná ďalšia zložka konštrukcie, ktorá je určená na odvádzanie tepla.

Radiátory pre chladenie polovodičových relé majú celkové rozmery niekoľkokrát väčšie ako rozmery TTR, čo znižuje pohodlie a účinnosť inštalácie.

Počas prevádzky (v uzavretom stave) zariadenia TTR poskytujú spätný zvodový prúd a vykazujú nelineárnu charakteristiku prúdového napätia. Nie všetky polovodičové relé je dovolené používať bez obmedzenia vlastností spínaných napätí.

Samostatné typy zariadení sú navrhnuté tak, aby prepínali iba jednosmerný prúd. Zavedenie polovodičových relé do obvodu zvyčajne vyžaduje použitie dodatočných opatrení zameraných na blokovanie falošných poplachov.

Sériové relé možno často nájsť všeobecne. bytový elektrický panel.

Ako funguje polovodičové relé?

Riadiaci signál (zvyčajne nízke napätie, prichádzajúce napríklad z riadiaceho regulátora) je privádzaný do LED optoelektronického páru prítomného v TTP okruhu. LED začne vydávať svetlo smerom k fotodióde, ktorá sa otvára a začína prechádzať prúdom.

Prúd prechádzajúci fotodiódou prichádza do riadiacej elektródy kľúčového tranzistora alebo tyristora. Tlačidlo sa otvorí, zatvára záťažový okruh.

Takto funguje funkcia spínania prístroja. Všetka elektronika je tradične uzavretá v monolitickom puzdre. V skutočnosti sa preto zariadenie nazýva polovodičové relé.

A ako sa dá pripojiť polovodičové relé, je možné čítať tento materiál.

Typy polovodičových prepínačov

Celú existujúcu škálu zariadení možno rozdeliť do skupín podľa kategórie zásuvného zaťaženia, vlastností ovládacích a spínacích napätí.

Celkovo teda existujú tri skupiny:

1. Zariadenia pracujúce v jednosmerných obvodoch.
2. Zariadenia pracujúce v AC obvodoch.
3. Univerzálny dizajn.

Prvú skupinu predstavujú prístroje s parametrami prevádzkových riadiacich napätí 3–32 voltov. Jedná sa o relatívne malú elektroniku, vybavenú LED displejom, schopným pracovať bez prerušenia pri teplotách -35 / +75 ºС.

Druhá skupina - zariadenia určené na inštaláciu v sieťach AC. Tu sú návrhy TTR pre inštaláciu v AC sieťach, riadené napätím 24 - 250 voltov. Existujú zariadenia schopné spínať vysokovýkonné záťaže.

Treťou skupinou sú univerzálne zariadenia. Obvody tohto typu zariadenia podporujú manuálnu konfiguráciu pre použitie za určitých podmienok.

Ak začnete z povahy pripojeného zaťaženia, mali by ste rozlišovať dva typy polovodičových AC relé: jednofázové a trojfázové. Oba typy sú určené na spínanie dostatočne silného zaťaženia pri prúdoch 10 - 75 A. V tomto prípade špičkové hodnoty krátkodobého prúdu môžu dosiahnuť hodnoty 500 A.

Kapacitné, odporové a indukčné obvody môžu pôsobiť ako záťaž prepínané polovodičovými relé. Konštrukcie spínačov umožňujú bez nadmerného hluku plynulo regulovať napríklad vykurovacie telesá, žiarovky a elektrické motory.

Spoľahlivosť práce je dostatočne vysoká. V mnohých ohľadoch však stabilita a odolnosť polovodičových relé závisí od kvality výroby výrobkov. Z tohto dôvodu sú zariadenia vyrobené pod určitou značkou „Impuls“ často označené krátkou životnosťou.

Na druhej strane výrobky spoločnosti Schneider Electric neponechávajú žiadny dôvod na kritiku.

Ako to urobiť TTR sami?

Vzhľadom na konštrukčný prvok zariadenia (monolit) nie je obvod zostavený na doske textolitu, ako je obvyklé, ale montážou.

Riešenia obvodov v tomto smere možno nájsť mnoho. Špecifická možnosť závisí od požadovaného spínacieho výkonu a ďalších parametrov.

Elektronické súčiastky pre montáž obvodu

Zoznam prvkov jednoduchého systému pre praktický vývoj a výstavbu polovodičového relé do-it-yourself:

1. Optočlen typu MOS3083.
2. Triak typu VT139-800.
3. Tranzistorová séria KT209.
4. Rezistory, Zenerova dióda, LED.

Všetky uvedené elektronické komponenty sú spájkované montážou podľa nasledujúcej schémy:

Vďaka použitiu optočlenu MOS3083 v regulačnom obvode riadiaceho signálu sa vstupné napätie môže meniť od 5 do 24 voltov.

A pretože reťazec pozostáva zo Zenerovej diódy a obmedzovacieho odporu, prúd prechádzajúci cez kontrolnú LED sa redukuje na minimum. Takéto riešenie zabezpečuje dlhú životnosť kontrolnej LED.

Kontrola zozbieranej schémy výkonnosti

Je potrebné skontrolovať funkčnosť zostaveného obvodu. Pripojenie, zatiaľ čo zaťažovacie napätie 220 voltov v spínacom obvode cez triak je voliteľné. Stačí pripojiť merací prístroj - tester paralelne k spínacej línii triaku.

Režim merania testera by mal byť nastavený na “MOhm” a napájací výkon (5-24V) na obvod generovania riadiaceho napätia. Ak všetko funguje správne, tester by mal ukázať rozdiel odporu od “MΩ” do “KΩ”.

Zariadenie monolitického puzdra

Pod základom telesa budúceho polovodičového relé bude potrebné plech z hliníka s hrúbkou 3-5 mm. Rozmery dosky nie sú kritické, ale musia spĺňať podmienky pre účinné odstránenie tepla z triaku, keď sa tento elektronický prvok zahrieva.

Povrch hliníkovej platne musí byť rovný. Okrem toho je potrebné spracovať obe strany - čistý jemným brúsnym papierom, leštiť.

V ďalšom stupni je pripravená doska vybavená „debnením“ - po obvode je prilepená hranica lepenky alebo plastu. Mal by vytvoriť druh krabice, ktorá sa neskôr naplní epoxidovou živicou.

Vo vnútri boxu je umiestnený elektronický obvod polovodičového relé, ktorý je zložený z „vrchlíka“. Na povrchu hliníkovej platne zapadá len triak.

Žiadne iné časti a vodiče obvodu by sa nemali dotýkať hliníkového substrátu. Triak sa aplikuje na hliník takou časťou telesa, ktorá je určená na montáž na chladič.

Tepelne vodivá pasta by sa mala používať v kontaktnom priestore medzi triakovým puzdrom a hliníkovým substrátom. Niektoré značky triakov s neizolovanou anódou musia byť inštalované cez sľudové tesnenie.

Triak musí byť pevne pritlačený k základni nejakým druhom zaťaženia a naliaty okolo obvodu epoxidovým lepidlom alebo nejakým spôsobom zaistený bez porušenia povrchu zadnej strany podkladu (napríklad nitom).

Príprava zlúčeniny a naliatie tela

Pri výrobe pevného telesa elektronického zariadenia budete musieť vyrobiť zmes zlúčenín. Zloženie zmesi zlúčenín sa uskutočňuje na základe dvoch zložiek:

1. Epoxid bez tvrdidla.
2. Alabaster prášok.

Vďaka prídavku alabastru rieši kapitán dva problémy naraz - pri menovitej spotrebe epoxidovej živice získa vyčerpávajúci objem plniacej zmesi a vytvára optimálnu konzistenciu.

Zmes sa musí dôkladne premiešať, potom sa môže pridať tužidlo a dôkladne premiešať. Potom jemne nalejte "namontovanú" inštaláciu do kartónovej krabice vytvorenej zlúčeniny.

Vyplňte na najvyššiu úroveň a nechajte na povrchu len časť hlavy kontrolky LED. Na začiatku nemusí povrch zlúčeniny vyzerať celkom hladko, ale po chvíli sa obraz zmení. Zostáva len čakať na úplné stuhnutie odliatku.

V skutočnosti môžete použiť akékoľvek vhodné riešenie pre odlievanie. Hlavným kritériom je, že odlievacia kompozícia by nemala byť elektricky vodivá a po stuhnutí by sa mal vytvoriť dobrý stupeň tuhosti odliatku. Odlievaný prípad polovodičového relé je druhom ochrany elektronického obvodu pred náhodným fyzickým poškodením.

Závery a užitočné video na túto tému

Toto video ukazuje, ako a na základe akýchkoľvek elektronických komponentov môže vytvoriť polovodičové relé. Autorka prehľadne rozpráva o všetkých podrobnostiach výrobnej praxe, s ktorými sa osobne stretol pri výrobe elektronického spínača:

Video o probléme, s ktorým sa môžete stretnúť po akvizícii jednofázového TTP od predajcov z Číny. Cestou vedie zvláštnu revíziu zariadenia spínacieho zariadenia:

Nezávislá výroba polovodičových relé je pomerne možným riešením, ale s ohľadom na výrobky pre nízkonapäťové záťaže, ktoré spotrebujú relatívne nízky výkon.

Silnejšie a vysokonapäťové spotrebiče to robia sami. A tento podnik na financovanie bude stáť rovnakú sumu ako továrenská kópia. Takže, ak je to potrebné, je ľahšie kúpiť hotové priemyselné zariadenie.

Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa montáže polovodičového relé, opýtajte sa ich v bloku s poznámkami a my sa pokúsime dať im veľmi jasnú odpoveď. Môžete sa tiež podeliť o skúsenosti z vlastnej výroby, alebo poskytnúť cenné informácie k téme článku.