Solid State Relay (TTD) - uređaj iz niza elektroničkih komponenti nemehaničkog djelovanja. Nedostatak mehanike otvara više mogućnosti za entuzijaste elektronike da vlastitim rukama naprave relej u čvrstom stanju za osobnu upotrebu. Razmotrimo ovu priliku detaljnije.
- Konstrukcija i načelo TTR-a
- Kako radi solid state relej
- Sorte poluvodičkih sklopki
- Kako napraviti vlastite ruke TTP-om
- Elektroničke komponente za izradu sheme
- Provjera prikupljene sheme obradivosti
- Uređaj s monolitnim uređajem
- Priprema spoja i punjenje tijela
- Video praksa proizvodnje TTP-a vlastitim rukama
Dizajn i načelo TTR-a
Ako većina takve elektronike tradicionalno sadrži pokretne dijelove kontaktnih skupina, solid state relej uopće nema takve dijelove. Prebacivanje strujnog kruga uređaja provodi se prema principu elektroničkog ključa. A ulogu elektroničkih ključeva obično izvode poluvodiči ugrađeni u tijelo relejnih tranzistora, semistora, tiristora.
Prije pokušaja samostalnog stvaranja čvrstog stanja, logično je upoznati se s osnovnim dizajnom takvih uređaja, razumjeti načelo njihovog funkcioniranja.
Industrijska proizvodnja poluvodičkih releja različitih konfiguracija, projektirana u različitim uvjetima praktične primjene. Veliki izbor izmjena
Kao dio tijesnog proučavanja uređajaodmah treba istaknuti željenu stranu TTR:
- prebacivanje snažnog opterećenja;
- visoka brzina prebacivanja;
- idealno galvansko povezivanje;
- sposobnost brzog zadržavanja visokog preopterećenja.
Među mehaničkim strukturama nije moguće pronaći releje sa sličnim parametrima. Općenito, prednosti mehaničkih braće u poluvodičkim relejima izražene su u velikom popisu.
Dva elektronička uređaja funkcionalno osiguravaju prebacivanje strujnih krugova: lijevo je napravljeno na temelju konstrukcije u čvrstom stanju, s desne strane je tradicionalni mehanički sklopni sustav
Radni uvjeti za TTP praktički ne ograničavaju uporabu tih uređaja. Osim toga, nepostojanje pokretnih mehaničkih detalja povoljno utječe na trajanje uređaja za servisiranje. Dakle, tu su sve osnove za napraviti solid state releji - za sastavljanje uređaja vlastitim rukama.
Međutim, radi pravednosti, zajedno s pozitivnim trenucima, potrebno je uočiti svojstva releja, koji su okarakterizirani kao nedostaci. Dakle, za rad snažnih uređaja, u pravilu, potrebna je dodatna komponenta dizajna, koja je namijenjena za osiguravanje topline.
U slučaju komutacije snažnog opterećenja čvrstog releja, gotovo uvijek dopunjen snažnim rashladnim radijatorima. Ovaj trenutak donekle otežava korištenje TTP-a
Rashladni hladnjaci poluvodički releji imaju ukupne dimenzije nekoliko puta veće od TTP-a, što smanjuje praktičnost i racionalnostinstalacija.
TTR uređaji tijekom rada (u zatvorenom stanju) daju inverznu struju curenja i pokazuju nelinearnu naponsko-ampernu karakteristiku. Ne mogu se koristiti svi poluvodički releji bez ograničenja u karakteristikama uključenih napona.
Dizajn za uporabu samo u strujnim krugovima gdje se napajanje vrši istosmjernom strujom. Tipično, ovi uređaji razlikuju male dimenzije i nisku uklopnu snagu
Određeni tipovi uređaja namijenjeni su isključivo DC-u. Uvođenje čvrstih stanja u krug obično zahtijeva korištenje dodatnih mjera s ciljem blokiranja lažno pozitivnih rezultata.
Kako radi solid state relej
Upravljački signal (obično nizak napon, dobiven, na primjer, iz upravljačkog upravljačkog sklopa) dovodi se na LED optoelektroničke spojnice prisutne u TTP krugu. LED počinje emitirati svjetlo prema fotodiodi koja se otvara i počinje prolaziti struju.
Opća shema TPD-a jasno pokazuje kako elektronski uređaj funkcionira: 1 - izvor upravljačkog napona; 2 - optički sprežnik unutar kućišta releja; 3 - izvor struje opterećenja; 4 - opterećenje
Struja koja prolazi kroz fotodiodu ulazi u kontrolnu elektrodu tranzistora ključa ili tiristora. Ključ se otvara, zatvara lanac tereta.
Ovako funkcionira funkcija prebacivanja uređaja. Sva elektronika je tradicionalno zatvorena u monolitno tijelo. Zapravo se uređaj naziva solid state relej.
Sorte poluvodičkih sklopki
Svi postojeći uređaji mogu se podijeliti u skupine na temelju kategorije priključenog opterećenja, značajki upravljanja i prekidanja napona. Tako se općenito formiraju tri skupine:
Prvu skupinu predstavljaju uređaji s parametrima radnog napona od 3 do 32 volta. To je relativno mala elektronika, opremljena LED indikacijom koja može raditi bez prekida na temperaturama -35 /+ 75 ° C.
Široka primjena elektroničkog uređaja za uporabu u jednofaznoj električnoj mreži. Također, postoje i druge varijante konstrukcija, ali mnogo rjeđe
Druga skupina - uređaji namijenjeni za ugradnju u mreže promjenjivog napona. Ovdje su predstavljeni TTP projekti za instalaciju u AC mrežama, koje se kontroliraju naponom od 24 - 250 volti. Postoje uređaji koji mogu prebaciti opterećenje velike snage.
Treća skupina - uređaji univerzalne destinacije. Sklopovi ovog tipa uređaja podržavaju ručno podešavanje za korištenje u različitim uvjetima.
Ako se oslanjamo na prirodu spojenog opterećenja, treba izdvojiti dvije vrste poluvodičkih AC releja: jednofazni i trofazni. Obje vrste namijenjene su komutaciji prilično snažnog opterećenja pri struji od 10 - 75 A. U isto vrijeme, maksimalne kratkoročne vrijednosti struje mogu doseći vrijednosti 500A.
Široko rasprostranjena mogućnost primjene u trofaznoj mreži. Često se koristi kao linearni regulator snažnih električnih grijača (TEN)
Kao opterećenje, sklopni releji mogu biti kapacitivni, otporni, induktivni krugovi. Konstrukcija sklopki omogućuje nepotrebnu buku, glatku kontrolu, na primjer, grijače elemente, žarulje sa žarnom niti, električne motore.
Pouzdanost rada je dovoljno visoka. No, u mnogim aspektima stabilnost i trajnost čvrstih stanja releja ovisi o kvaliteti proizvoda. Tako uređaji proizvedeni pod određenom robnom markom "Impuls" često imaju kratak vijek trajanja. S druge strane, proizvodi tvrtke Schneider Electric ne ostavljaju nikakav razlog za kritiku.
Kako napraviti TTP vlastitim rukama
Uzimajući u obzir strukturalno obilježje uređaja (monolit), krug se neće izrađivati na tekstolitnoj ploči, kao što je uobičajeno, već s montiranom instalacijom.
Tako izgleda samoprovedeni dizajn čvrstog stanja. Raditi nešto ovako je lako. Potrebne su vam samo osnovne vještine elektronike i struje. Mali materijalni troškovi
Shematska rješenja u tom smjeru mogu se naći mnogo. Specifična verzija ovisi o potrebnoj uključnoj snazi i drugim parametrima.
Elektroničke komponente za sastavljanje kruga
Popis elemenata jednostavnog sklopa za praktični razvoj i konstrukciju čvrstog stanja s vlastitim rukama je sljedeći:
Sve se te elektroničke komponente stapaju s montiranom instalacijom u skladu sa sljedećom shemom:
Shematski prikaz poluvodičkog releja male snage za samostalnu montažu. Mali broj dijelova i jednostavan zglobni nosač omogućuju vam da savijate sklop bez poteškoća.
Zbog uporabe optičkog sprežnika MOS3083 u shemi formiranja upravljačkog signala, vrijednost ulaznog napona može varirati od 5 do 24 volta.
Na štetu lanca koji se sastoji od stabilizatora i ograničavajućeg otpornika, on se svodi na najmanju moguću struju koja prolazi kroz kontrolnu LED. Ovo rješenje osigurava dugi vijek trajanja kontrolne LED.
Provjera prikupljene sheme obradivosti
Prikupljeni krug treba provjeriti radi izvedbe. Povežite se s ovim naponom 220 voltnog opterećenja u krugu prebacivanja preko simistora. Dovoljno da se paralelno poveže rasklopna linija instrumenta za mjerenje pokazivača - tester.
Provjera rada čvrstog releja uz pomoć mjernog uređaja. Ako se upravljački napon dovodi na ulaz uređaja, prekidač sistmistora mora biti otvoren
Način mjerenja testera treba biti podešen na "mΩ" i napajanje (5-24V) na krug generiranja upravljačkog napona. Ako sve radi ispravno, tester treba pokazati razliku otpora od "mΩ" do "kOm".
Monolitni uređaj
Pod bazom tijela budućeg poluvodičkog releja potrebna je ploča od aluminija debljine 3-5 mm. Dimenzije ploče su nekritične, ali moraju ispunjavati uvjete za učinkovito odvođenje topline iz bregastog vratila kod zagrijavanja ovog elektroničkog elementa.
Okvir za punjenje tijela budućeg instrumenta. Izrađene su od kartona ili drugih prikladnih materijala. Na aluminijskoj podlozi je fiksirana univerzalnim ljepilom
Površina aluminijske ploče treba biti ravna. Osim toga, potrebno je obraditi obje strane - očistiti ga finom kožom, polirati.
U sljedećoj fazi pripremljena ploča opremljena je "oplatom" - na obodu granice se lijepi od tvrdog kartona ili plastike. Tu bi trebao biti poseban okvir, koji će u budućnosti biti ispunjen epoksidnom smolom.
Unutarnja kutija sadrži sklopljeni "kišobran" elektronički sklop releja u čvrstom stanju. Na površini aluminijske ploče je samo simistor.
Učvršćivanje somistora na aluminijsku oblogu. Glavni uvjet - ova elektronička komponenta mora biti čvrsto pritisnuta na metalnu bazu. Samo time se osigurava visokokvalitetna toplinska pumpa i pouzdanost
Nikakvi drugi dijelovi i vodiči kruga ne smiju dirati aluminijsku podlogu. Otpornik se na aluminij primjenjuje dijelom kućišta, koji je predviđen za ugradnju na radijator.
Upotrijebiti pastu za provođenje topline na dodirnom području kućišta cimidista i aluminijske podloge. Neke markePolustupovi s neizoliranom anodom moraju se nužno staviti kroz podlogu od liskuna.
Mogućnost postavljanja pokazivača na podlogu pomoću zakivanja. Na stražnjoj strani zakovica je spljoštena s površinom podloge
Shimistor bi trebao biti čvrsto pritisnut na bazu s nekom vrstom tereta i izliven po obodu s epoksidnim ljepilom ili na neki način osiguran, a da se ne prekine vezivanje stražnjeg dijela podloge (npr. Zakovica).
Priprema spoja i punjenje kućišta
Potrebno je izraditi smjesu spojeva za proizvodnju krutog tijela elektroničkog uređaja. Sastav smjese spoja načinjen je na temelju dvije komponente:
Zahvaljujući dodavanju alabastera, zapovjednik rješava dva problema odjednom - dobiva se iscrpljujuća količina punila pri nominalnoj potrošnji epoksidne smole i stvara punjenje optimalne konzistencije.
Smjesa treba temeljito promiješati, nakon čega možete dodati učvršćivač i ponovno dobro promiješati. Zatim nježno ulijte šarku u kartonsku kutiju sa spojem.
Ovo izgleda kao gotovi primjer čvrstog releja koji je sastavljen vlastitim rukama. Pomalo neobičan i ne baš naočit, ali prilično pouzdan
Punjenje se vrši na gornju razinu, ostavljajući samo dio glave kontrolne LED na površini. Prvo, površina spoja može izgledati ne baš glatko, ali nakon nekog vremena slika će se promijeniti.Sve što preostaje je čekati na potpuno stvrdnjavanje odljevka.
U biti, možete nanijeti bilo koju odgovarajuću otopinu za kalupljenje. Glavni kriterij - sastav poplava ne bi trebao biti vodljiv, plus dobar stupanj krutosti oblikovanja treba biti formirana nakon smrzavanja. Tijelo releja u čvrstom stanju je vrsta elektronske zaštite od slučajnih fizičkih oštećenja.
Video tutorstvo vlastitih ruku TTP-a
Ovaj videozapis pokazuje kako se mogu stvarati poluvodički releji na temelju kojih elektroničkih komponenti. Autor govori o svim detaljima prakse proizvodnje, s kojima se osobno susreo tijekom izrade elektroničke sklopke.
Videozapis o problemu koji se može pojaviti nakon kupnje jednofaznog TTR-a od prodavača iz Kine. Usput provodi neku vrstu pregleda sklopke.
Nezavisna proizvodnja čvrstih stanja releja je moguće rješenje, ali s obzirom na proizvode niskog napona, koji troše relativno malu snagu. Snažnije i visokonaponske uređaje je teško učiniti vlastitim rukama. Da, i ovaj trošak financiranja će koštati isti iznos, koji se procjenjuje tvornički kopirati. Dakle, ako je potrebno, lakše je kupiti gotov industrijski uređaj.
