Φτιάξτο μόνος σου ρελέ στερεάς κατάστασης: οδηγίες συναρμολόγησης και συμβουλές σύνδεσης

Ένα ρελέ στερεάς κατάστασης (SSR) είναι μια συσκευή από μια σειρά μη μηχανικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.Η απουσία μηχανικών ανοίγει περισσότερες ευκαιρίες στους λάτρεις των ηλεκτρονικών να φτιάξουν ένα ρελέ στερεάς κατάστασης με τα χέρια τους για προσωπική χρήση.

Ας εξετάσουμε αυτή τη δυνατότητα με περισσότερες λεπτομέρειες.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας του TTR

Ενώ τα περισσότερα τέτοια ηλεκτρονικά παραδοσιακά περιέχουν κινούμενα μέρη ομάδων επαφής, ένα ρελέ στερεάς κατάστασης δεν έχει καθόλου τέτοια μέρη. Η εναλλαγή κυκλώματος από το κύκλωμα της συσκευής πραγματοποιείται σύμφωνα με την αρχή ενός ηλεκτρονικού κλειδιού. Και ο ρόλος των ηλεκτρονικών κλειδιών παίζεται συνήθως από ημιαγωγούς ενσωματωμένους στο σώμα του ρελέ - τρανζίστορ ισχύος, τριάκ, θυρίστορ.

Πριν προσπαθήσετε να φτιάξετε μόνοι σας ένα ρελέ στερεάς κατάστασης, είναι λογικό να εξοικειωθείτε με τον βασικό σχεδιασμό τέτοιων συσκευών και να κατανοήσετε την αρχή της λειτουργίας τους.

Η βιομηχανική παραγωγή παράγει ρελέ στερεάς κατάστασης διαφόρων διαμορφώσεων, σχεδιασμένων για ποικίλες πρακτικές συνθήκες. Η επιλογή των τροποποιήσεων είναι εκτεταμένη

Ως μέρος μιας ενδελεχούς μελέτης της συσκευής, θα πρέπει να επισημανθούν αμέσως οι πλεονεκτικές πτυχές του TTP:

• μεταγωγή ισχυρού φορτίου.
• υψηλή ταχύτητα μεταγωγής?
• ιδανική γαλβανική μόνωση.
• ικανότητα διατήρησης υψηλών υπερφορτώσεων για μικρό χρονικό διάστημα.

Μεταξύ των μηχανικών κατασκευών, δεν είναι πραγματικά δυνατό να βρεθεί ένα ρελέ με παρόμοιες παραμέτρους. Γενικά, τα πλεονεκτήματα των ηλεκτρονόμων στερεάς κατάστασης σε σχέση με τα αντίστοιχα μηχανικά τους εκφράζονται σε μια εντυπωσιακή λίστα.

Δύο ηλεκτρονικές συσκευές που παρέχουν λειτουργικά μεταγωγή κυκλώματος: στα αριστερά βασίζεται σε σχέδιο στερεάς κατάστασης, στα δεξιά είναι ένα παραδοσιακό μηχανικό σύστημα μεταγωγής

Οι συνθήκες λειτουργίας για το TSR πρακτικά δεν περιορίζουν τη χρήση αυτών των συσκευών. Επιπλέον, η απουσία κινούμενων μηχανικών μερών έχει ευεργετική επίδραση στη διάρκεια ζωής των συσκευών. Επομένως, υπάρχει κάθε λόγος να αρχίσετε να εργάζεστε σε ένα ρελέ στερεάς κατάστασης - να συναρμολογήσετε τη συσκευή μόνοι σας.

Ωστόσο, για να είμαστε δίκαιοι, μαζί με τις θετικές πλευρές, αξίζει να σημειωθούν οι ιδιότητες του ρελέ, οι οποίες χαρακτηρίζονται ως μειονεκτήματα. Έτσι, για τη λειτουργία ισχυρών συσκευών, κατά κανόνα, απαιτείται ένα πρόσθετο στοιχείο σχεδιασμού, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να αφαιρεί τη θερμότητα.

Σε περίπτωση αλλαγής ισχυρού φορτίου, τα ρελέ στερεάς κατάστασης σχεδόν πάντα συμπληρώνονται με ισχυρά θερμαντικά σώματα ψύξης. Αυτό το σημείο περιπλέκει κάπως τη χρήση του TTP

Τα θερμαντικά σώματα ψύξης για ρελέ στερεάς κατάστασης έχουν συνολικές διαστάσεις αρκετές φορές μεγαλύτερες από τις διαστάσεις των ρελέ στερεάς κατάστασης, γεγονός που μειώνει την ευκολία και τον ορθολογισμό της εγκατάστασης.

Οι συσκευές TSR κατά τη λειτουργία (σε κλειστή κατάσταση) δίνουν ρεύμα αντίστροφης διαρροής και εμφανίζουν μη γραμμικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης. Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν όλα τα ρελέ στερεάς κατάστασης χωρίς περιορισμούς στα χαρακτηριστικά των τάσεων μεταγωγής.

Σχεδιασμός για χρήση μόνο σε κυκλώματα που τροφοδοτούνται από συνεχές ρεύμα. Συνήθως, αυτές οι συσκευές διακρίνονται από τις μικρές τους διαστάσεις και τη χαμηλή ισχύ μεταγωγής.

Ορισμένοι τύποι συσκευών έχουν σχεδιαστεί για να αλλάζουν μόνο συνεχές ρεύμα. Η εισαγωγή ρελέ στερεάς κατάστασης σε ένα κύκλωμα απαιτεί συνήθως πρόσθετα μέτρα που στοχεύουν στην παρεμπόδιση των ψευδών συναγερμών.

Τα ρελέ στερεάς κατάστασης μπορούν συχνά να βρεθούν γενικά ηλεκτρικός πίνακας του διαμερίσματος.

Πώς λειτουργεί ένα ρελέ στερεάς κατάστασης;

Το σήμα ελέγχου (συνήθως μια χαμηλή τάση που προέρχεται, για παράδειγμα, από έναν ελεγκτή ελέγχου) παρέχεται στο LED του οπτοηλεκτρονικού ζεύγους που υπάρχει στο κύκλωμα SSR. Το LED αρχίζει να εκπέμπει φως προς τη φωτοδίοδο, η οποία με τη σειρά της ανοίγει και αρχίζει να περνάει ρεύμα.

Ένα γενικευμένο διάγραμμα SSR που δείχνει ξεκάθαρα πώς λειτουργεί μια ηλεκτρονική συσκευή: 1 – έλεγχος πηγής τάσης. 2 – οπτικός συζευκτήρας μέσα στο περίβλημα του ρελέ. 3 – φόρτωση πηγής ρεύματος. 4 - φορτίο

Το ρεύμα που διέρχεται από τη φωτοδίοδο φτάνει στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του τρανζίστορ κλειδιού ή του θυρίστορ. Το κλειδί ανοίγει και κλείνει το κύκλωμα φορτίου.

Έτσι λειτουργεί η λειτουργία μεταγωγής της συσκευής. Όλα τα ηλεκτρονικά είναι παραδοσιακά κλεισμένα σε ένα μονολιθικό περίβλημα. Στην πραγματικότητα, γι 'αυτό η συσκευή ονομάστηκε ρελέ στερεάς κατάστασης.

Μπορείτε να διαβάσετε πώς να συνδέσετε ένα ρελέ στερεάς κατάστασης αυτό το υλικό.

Τύποι διακοπτών στερεάς κατάστασης

Ολόκληρη η υπάρχουσα σειρά συσκευών μπορεί να χωριστεί σε ομάδες με βάση την κατηγορία του συνδεδεμένου φορτίου, τα χαρακτηριστικά ελέγχου τάσης και μεταγωγής.

Έτσι, θα υπάρχουν συνολικά τρεις ομάδες:

1. Συσκευές που λειτουργούν σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος.
2. Συσκευές που λειτουργούν σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος.
3. Universal σχέδια.

Η πρώτη ομάδα αντιπροσωπεύεται από συσκευές με παραμέτρους τάσης ελέγχου λειτουργίας 3 – 32 βολτ. Αυτά είναι σχετικά μικρού μεγέθους ηλεκτρονικά, εξοπλισμένα με ένδειξη LED, ικανά να λειτουργούν χωρίς διακοπή σε θερμοκρασίες -35 / +75 ºС.

Ένας ευρέως χρησιμοποιούμενος σχεδιασμός μιας ηλεκτρονικής συσκευής για χρήση σε μονοφασικό ηλεκτρικό δίκτυο.Υπάρχουν επίσης και άλλες επιλογές σχεδίασης, αλλά πολύ λιγότερο συχνά.

Η δεύτερη ομάδα είναι συσκευές που προορίζονται για εγκατάσταση σε δίκτυα εναλλασσόμενης τάσης. Εδώ είναι τα σχέδια των TSR για εγκατάσταση σε δίκτυα AC, ελεγχόμενα από τάση 24 - 250 volt. Υπάρχουν συσκευές ικανές να αλλάζουν φορτία υψηλής ισχύος.

Η τρίτη ομάδα είναι συσκευές για καθολική χρήση. Το κύκλωμα αυτού του τύπου συσκευής υποστηρίζει χειροκίνητη διαμόρφωση για χρήση σε ορισμένες συνθήκες.

Με βάση τη φύση του συνδεδεμένου φορτίου, πρέπει να διακρίνονται δύο τύποι ρελέ AC στερεάς κατάστασης: μονοφασικοί και τριφασικοί. Και οι δύο τύποι έχουν σχεδιαστεί για εναλλαγή αρκετά ισχυρών φορτίων σε ρεύματα 10 - 75 A. Σε αυτή την περίπτωση, οι μέγιστες βραχυπρόθεσμες τιμές ρεύματος μπορούν να φτάσουν τα 500 A.

Μια ευρέως χρησιμοποιούμενη έκδοση για χρήση σε τριφασικό ηλεκτρικό δίκτυο. Συχνά χρησιμοποιείται ως γραμμικός ρυθμιστής ισχυρών ηλεκτρικών θερμαντήρων (TEH)

Το φορτίο που μεταβάλλεται από ρελέ στερεάς κατάστασης μπορεί να είναι χωρητικά, ωμικά ή επαγωγικά κυκλώματα. Τα σχέδια των διακοπτών επιτρέπουν τον ομαλό έλεγχο, για παράδειγμα, των θερμαντικών στοιχείων, των λαμπτήρων πυρακτώσεως και των ηλεκτροκινητήρων χωρίς περιττό θόρυβο.

Η αξιοπιστία λειτουργίας είναι αρκετά υψηλή. Αλλά από πολλές απόψεις, η σταθερότητα και η ανθεκτικότητα των ρελέ στερεάς κατάστασης εξαρτάται από την ποιότητα της κατασκευής του προϊόντος. Έτσι, οι συσκευές που παράγονται με ένα συγκεκριμένο εμπορικό σήμα "Impuls" συχνά σημειώνονται για τη σύντομη διάρκεια ζωής τους.

Από την άλλη, τα προϊόντα Schneider Electric δεν αφήνουν περιθώρια κριτικής.

Πώς να φτιάξετε ένα TTP με τα χέρια σας;

Λαμβάνοντας υπόψη το χαρακτηριστικό σχεδιασμού της συσκευής (μονόλιθος), το κύκλωμα συναρμολογείται όχι σε μια σανίδα textolite, όπως συνηθίζεται, αλλά με επιφανειακή τοποθέτηση.

Έτσι μοιάζει ένα σπιτικό σχέδιο ρελέ στερεάς κατάστασης. Δεν είναι δύσκολο να κάνεις κάτι τέτοιο. Το μόνο που χρειάζεστε είναι βασικές δεξιότητες ηλεκτρονικών και ηλεκτρολόγων. Το κόστος υλικών είναι μικρό

Υπάρχουν πολλές λύσεις κυκλωμάτων προς αυτή την κατεύθυνση που μπορούν να βρεθούν. Η συγκεκριμένη επιλογή εξαρτάται από την απαιτούμενη ισχύ μεταγωγής και άλλες παραμέτρους.

Ηλεκτρονικά εξαρτήματα για συναρμολόγηση κυκλώματος

Ο κατάλογος των στοιχείων ενός απλού κυκλώματος για πρακτική ανάπτυξη και κατασκευή ενός ρελέ στερεάς κατάστασης με τα χέρια σας έχει ως εξής:

1. Οπτικοζεύκτης τύπου MOS3083.
2. Τύπος Triac VT139-800.
3. Σειρά τρανζίστορ KT209.
4. Αντιστάσεις, δίοδος zener, LED.

Όλα τα καθορισμένα ηλεκτρονικά εξαρτήματα συγκολλούνται με επιφανειακή τοποθέτηση σύμφωνα με το ακόλουθο διάγραμμα:

Σχηματικό διάγραμμα ενός ρελέ χαμηλής ισχύος στερεάς κατάστασης για συναρμολόγηση DIY. Ένας μικρός αριθμός εξαρτημάτων και η απλή εγκατάσταση με μεντεσέδες σάς επιτρέπουν να συγκολλήσετε το κύκλωμα χωρίς δυσκολία

Χάρη στη χρήση του οπτικού συζεύκτη MOS3083 στο κύκλωμα παραγωγής σήματος ελέγχου, η τάση εισόδου μπορεί να κυμαίνεται από 5 έως 24 βολτ.

Και λόγω μιας αλυσίδας που αποτελείται από μια δίοδο zener και μια περιοριστική αντίσταση, το ρεύμα που διέρχεται από το LED ελέγχου μειώνεται στο ελάχιστο δυνατό. Αυτή η λύση εξασφαλίζει μεγάλη διάρκεια ζωής του LED ελέγχου.

Έλεγχος του συναρμολογημένου κυκλώματος για λειτουργικότητα

Το συναρμολογημένο κύκλωμα πρέπει να ελεγχθεί για λειτουργικότητα. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν είναι απαραίτητο να συνδέσετε μια τάση φορτίου 220 βολτ στο κύκλωμα μεταγωγής μέσω ενός triac. Αρκεί να συνδέσετε μια συσκευή μέτρησης – ελεγκτή – παράλληλα με τη γραμμή μεταγωγής triac.

Έλεγχος της απόδοσης ενός ρελέ στερεάς κατάστασης χρησιμοποιώντας μια συσκευή μέτρησης.Εάν εφαρμόζεται τάση ελέγχου στην είσοδο της συσκευής, η διασταύρωση triac πρέπει να είναι ανοιχτή

Η λειτουργία μέτρησης του ελεγκτή πρέπει να ρυθμιστεί σε "mOhm" και η ισχύς (5-24 V) πρέπει να παρέχεται στο κύκλωμα παραγωγής τάσης ελέγχου. Εάν όλα λειτουργούν σωστά, ο ελεγκτής θα πρέπει να δείξει διαφορά στην αντίσταση από "mOhm" σε "kOhm".

Κατασκευή μονολιθικού σώματος

Κάτω από τη βάση του περιβλήματος του μελλοντικού ρελέ στερεάς κατάστασης, θα χρειαστείτε μια πλάκα αλουμινίου πάχους 3-5 mm. Οι διαστάσεις της πλάκας δεν είναι κρίσιμες, αλλά πρέπει να αντιστοιχούν στις συνθήκες αποτελεσματικής απομάκρυνσης θερμότητας από το triac κατά τη θέρμανση αυτού του ηλεκτρονικού στοιχείου.

Πλαίσιο για την έκχυση του σώματος της μελλοντικής συσκευής. Κατασκευασμένο από χαρτόνι ή άλλα κατάλληλα υλικά. Στερεώνεται σε υπόστρωμα αλουμινίου με κόλλα γενικής χρήσης

Η επιφάνεια της πλάκας αλουμινίου πρέπει να είναι επίπεδη. Επιπλέον, και οι δύο πλευρές πρέπει να υποστούν επεξεργασία - να καθαριστούν με λεπτό γυαλόχαρτο και να γυαλιστούν.

Στο επόμενο στάδιο, η προετοιμασμένη πλάκα είναι εξοπλισμένη με "καλούπι" - ένα περίγραμμα από χοντρό χαρτόνι ή πλαστικό είναι κολλημένο γύρω από την περίμετρο. Θα πρέπει να πάρετε ένα είδος κουτιού, το οποίο αργότερα θα γεμίσει με εποξική ρητίνη.

Ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα ρελέ στερεάς κατάστασης συναρμολογημένο με "κουβούκλιο" τοποθετείται μέσα στο δημιουργημένο κουτί. Μόνο το triac τοποθετείται στην επιφάνεια της πλάκας αλουμινίου.

Στερέωση του triac σε υπόστρωμα αλουμινίου. Η κύρια προϋπόθεση είναι ότι αυτό το ηλεκτρονικό εξάρτημα πρέπει να πιέζεται σφιχτά στη μεταλλική βάση. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να εξασφαλίσετε υψηλής ποιότητας απομάκρυνση θερμότητας και αξιόπιστη λειτουργία.

Κανένα άλλο τμήμα κυκλώματος ή αγωγός δεν πρέπει να αγγίζει το υπόστρωμα αλουμινίου. Το triac είναι στερεωμένο στο αλουμίνιο με εκείνο το τμήμα του περιβλήματος που έχει σχεδιαστεί για εγκατάσταση σε ψυγείο.

Η θερμοαγώγιμη πάστα πρέπει να χρησιμοποιείται στην περιοχή επαφής του σώματος triac και του υποστρώματος αλουμινίου. Ορισμένες μάρκες triac με μη μονωμένη άνοδο πρέπει να εγκατασταθούν μέσω φλάντζας μαρμαρυγίας.

Μια επιλογή για την προσάρτηση ενός triac στο υπόστρωμα χρησιμοποιώντας ένα πριτσίνι. Στην πίσω πλευρά, το πριτσίνι είναι ισοπεδωμένο με την επιφάνεια του υποστρώματος

Το triac πρέπει να πιέζεται σφιχτά στη βάση με κάποιο είδος βάρους και να γεμίζεται με εποξειδική κόλλα περιμετρικά ή να στερεώνεται με κάποιο τρόπο χωρίς να διαταράσσεται η λεία επιφάνεια της πίσω πλευράς του υποστρώματος (για παράδειγμα, με ένα πριτσίνι).

Προετοιμασία της ένωσης και έκχυση του σώματος

Για να κατασκευάσετε το συμπαγές σώμα μιας ηλεκτρονικής συσκευής, θα χρειαστεί να φτιάξετε ένα σύνθετο μείγμα. Η σύνθεση του μείγματος ένωσης γίνεται με βάση δύο συστατικά:

1. Εποξειδική ρητίνη χωρίς σκληρυντικό.
2. Σκόνη αλάβαστρο.

Χάρη στην προσθήκη αλάβαστρου, ο πλοίαρχος λύνει δύο προβλήματα ταυτόχρονα - λαμβάνει έναν εξαντλητικό όγκο της ένωσης έκχυσης στην ονομαστική κατανάλωση εποξειδικής ρητίνης και δημιουργεί ένα γέμισμα βέλτιστης συνοχής.

Το μείγμα πρέπει να αναμειχθεί καλά, μετά από το οποίο μπορείτε να προσθέσετε το σκληρυντικό και να ανακατέψετε ξανά καλά. Στη συνέχεια, η "αρθρωτή" εγκατάσταση μέσα στο κουτί από χαρτόνι γεμίζεται προσεκτικά με τη δημιουργημένη ένωση.

Έτσι μοιάζει ένα ολοκληρωμένο αντίγραφο ενός ρελέ στερεάς κατάστασης «φτιάξ' το μόνος σου». Κάπως ασυνήθιστο και όχι πολύ ευπαρουσίαστο, αλλά αρκετά αξιόπιστο

Το γέμισμα γίνεται στο ανώτερο επίπεδο, αφήνοντας μόνο ένα μέρος της κεφαλής LED ελέγχου στην επιφάνεια. Αρχικά, η επιφάνεια της ένωσης μπορεί να μην φαίνεται εντελώς λεία, αλλά μετά από κάποιο χρονικό διάστημα η εικόνα θα αλλάξει. Το μόνο που μένει είναι να περιμένουμε να σκληρύνει τελείως το casting.

Στην πραγματικότητα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε λύση κατάλληλη για χύτευση.Το κύριο κριτήριο είναι ότι η σύνθεση χύτευσης δεν πρέπει να είναι ηλεκτρικά αγώγιμη, συν ότι θα πρέπει να σχηματίζεται καλός βαθμός ακαμψίας χύτευσης μετά τη στερεοποίηση. Το χυτό περίβλημα του ρελέ στερεάς κατάστασης είναι ένα είδος προστασίας για το ηλεκτρονικό κύκλωμα από τυχαία φυσική βλάβη.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Αυτό το βίντεο δείχνει πώς και με βάση ποια ηλεκτρονικά εξαρτήματα μπορεί να κατασκευαστεί ένα ρελέ στερεάς κατάστασης. Ο συγγραφέας μιλά ξεκάθαρα για όλες τις λεπτομέρειες των πρακτικών κατασκευής που συνάντησε προσωπικά κατά την παραγωγή ενός ηλεκτρονικού διακόπτη:

Βίντεο σχετικά με ένα πρόβλημα που μπορεί να αντιμετωπίσετε μετά την αγορά ενός μονοφασικού SSR από πωλητές από την Κίνα. Στην πορεία, πραγματοποιεί ένα είδος ανασκόπησης του σχεδιασμού της συσκευής μεταγωγής:

Η αυτοκατασκευή ηλεκτρονόμων στερεάς κατάστασης είναι μια απολύτως δυνατή λύση, αλλά σε σχέση με προϊόντα για φορτία χαμηλής τάσης που καταναλώνουν σχετικά χαμηλή ισχύ.

Είναι δύσκολο να φτιάξετε πιο ισχυρές και υψηλής τάσης συσκευές με τα χέρια σας. Και αυτό το οικονομικό εγχείρημα θα κοστίσει το ίδιο ποσό με το αντίγραφο του εργοστασίου. Έτσι, εάν είναι απαραίτητο, είναι ευκολότερο να αγοράσετε μια έτοιμη βιομηχανική συσκευή.

Εάν έχετε ερωτήσεις σχετικά με τη συναρμολόγηση ενός ρελέ στερεάς κατάστασης, ρωτήστε τις στην ενότητα σχολίων και θα προσπαθήσουμε να τους δώσουμε μια πολύ σαφή απάντηση. Εκεί μπορείτε να μοιραστείτε την εμπειρία σας από την κατασκευή ρελέ μόνοι σας ή να παρέχετε πολύτιμες πληροφορίες για το θέμα του άρθρου.