Полупроводнички релеј уради сам: упутства за монтажу и савети за повезивање

Полупроводнички релеј (ССР) је уређај из серије немеханичких електронских компоненти.Одсуство механике отвара више могућности за ентузијасте електронике да направе чврсти релеј сопственим рукама за личну употребу.

Размотримо ову могућност детаљније.

Дизајн и принцип рада ТТР

Док већина такве електронике традиционално садржи покретне делове контактних група, чврсти релеји уопште немају такве делове. Пребацивање кола помоћу кола уређаја врши се по принципу електронског кључа. А улогу електронских кључева обично играју полупроводници уграђени у тело релеја - транзистори снаге, тријаци, тиристори.

Пре него што покушате да сами направите полупроводнички релеј, логично је да се упознате са основним дизајном таквих уређаја и разумете принцип њиховог рада.

Индустријска производња производи полупроводничке релеје различитих конфигурација, дизајниране за различите практичне услове. Избор модификација је обиман

Као део темељног проучавања уређаја, одмах треба истаћи предности ТТП-а:

• пребацивање снажног оптерећења;
• висока брзина пребацивања;
• идеална галванска изолација;
• способност задржавања високих преоптерећења за кратко време.

Међу механичким структурама заиста није могуће пронаћи релеј са сличним параметрима. Генерално, предности полупроводничких релеја у односу на њихове механичке колеге су изражене на импресивној листи.

Два електронска уређаја који функционално обезбеђују пребацивање кола: на левој страни је заснован на полупроводничком дизајну, на десној страни је традиционални механички прекидачки систем

Услови рада за ТСР практично не ограничавају употребу ових уређаја. Поред тога, одсуство покретних механичких делова има благотворно дејство на век трајања уређаја. Дакле, постоји сваки разлог да почнете да радите на чврстом релеју - да сами саставите уређај.

Међутим, поштено, уз позитивне аспекте, вреди напоменути својства релеја, која су окарактерисана као недостаци. Дакле, за рад моћних уређаја, по правилу је потребна додатна компонента дизајна, која је дизајнирана да одводи топлоту.

У случају пребацивања снажног оптерећења, полупроводнички релеји су скоро увек допуњени снажним радијаторима за хлађење. Ова тачка донекле компликује употребу ТТП-а

Радијатори за хлађење полупроводничких релеја имају укупне димензије неколико пута веће од димензија полупроводничких релеја, што смањује погодност и рационалност уградње.

ТСР уређаји током рада (у затвореном стању) дају обрнуту струју цурења и показују нелинеарну струјно-напонску карактеристику. Не могу се сви полупроводнички релеји користити без ограничења у карактеристикама комутираних напона.

Дизајн за употребу само у колима напајаним једносмерном струјом. Типично, ови уређаји се одликују малим димензијама и малом снагом пребацивања.

Одређени типови уређаја су дизајнирани да пребацују само једносмерну струју. Увођење полупроводничких релеја у коло обично захтева додатне мере усмерене на блокирање лажних аларма.

Чврсти релеји се често могу наћи уопште електрична плоча стана.

Како функционише чврсти релеј?

Контролни сигнал (обично напон ниског нивоа који долази, на пример, из контролног контролера) се доводи до ЛЕД-а оптоелектронског пара присутног у ССР колу. ЛЕД почиње да емитује светлост према фотодиоди, која се заузврат отвара и почиње да пропушта струју.

Генерализовани дијаграм ССР који јасно показује како функционише електронски уређај: 1 – извор управљачког напона; 2 – оптоспојник унутар кућишта релеја; 3 – извор струје оптерећења; 4 - оптерећење

Струја која пролази кроз фотодиоду стиже на контролну електроду кључног транзистора или тиристора. Кључ отвара и затвара струјни круг.

Овако функционише функција пребацивања уређаја. Сва електроника је традиционално затворена у монолитном кућишту. Заправо, зато је уређај назван солид-стате релејем.

Можете прочитати о томе како да повежете солид-стате релеј овај материјал.

Типови полупроводничких прекидача

Читав постојећи асортиман уређаја може се поделити у групе на основу категорије прикљученог оптерећења, карактеристика управљања напоном и комутације.

Дакле, биће укупно три групе:

1. Уређаји који раде у ДЦ колима.
2. Уређаји који раде у круговима наизменичне струје.
3. Универзални дизајни.

Прву групу представљају уређаји са параметрима радног контролног напона од 3 – 32 волта. Ово је електроника релативно мале величине, опремљена ЛЕД индикацијом, способна да функционише без прекида на температурама од -35 / +75 ºС.

Широко коришћен дизајн електронског уређаја за употребу у једнофазној електричној мрежи.Постоје и друге опције дизајна, али много ређе.

Друга група су уређаји намењени за уградњу у мреже наизменичног напона. Ево дизајна ТСР-а за уградњу у мреже наизменичне струје, контролисане напоном од 24 - 250 волти. Постоје уређаји способни за пребацивање оптерећења велике снаге.

Трећа група су уређаји за универзалну употребу. Кола овог типа уређаја подржавају ручну конфигурацију за употребу у одређеним условима.

На основу природе прикљученог оптерећења треба разликовати две врсте релеја наизменичне струје: једнофазни и трофазни. Оба типа су дизајнирана за пребацивање прилично моћних оптерећења при струјама од 10 - 75 А. У овом случају, вршне краткорочне вредности струје могу достићи 500 А.

Широко коришћена верзија за употребу у трофазној електричној мрежи. Често се користи као линеарни регулатор снажних електричних грејача (ТЕХ)

Оптерећење које се укључује помоћу полупроводничких релеја може бити капацитивна, отпорна или индуктивна кола. Дизајн прекидача омогућава глатку контролу, на пример, грејних елемената, сијалица са жарном нити и електричних мотора без непотребне буке.

Поузданост рада је прилично висока. Али на много начина, стабилност и издржљивост полупроводничких релеја зависе од квалитета производње производа. Дакле, уређаји произведени под одређеним брендом "Импулс" често су познати по кратком веку трајања.

С друге стране, производи компаније Сцхнеидер Елецтриц не остављају места за критику.

Како направити ТТП својим рукама?

Узимајући у обзир дизајнерске карактеристике уређаја (монолит), коло се склапа не на текстуолиту, као што је уобичајено, већ површинском монтажом.

Овако изгледа дизајн домаћег чврстог релеја. Није тешко урадити овако нешто. Све што вам је потребно су основне вештине електронике и електричара. Материјални трошкови су мали

Постоји много решења кола у овом правцу која се могу наћи. Конкретна опција зависи од потребне склопне снаге и других параметара.

Електронске компоненте за склоп кола

Листа елемената једноставног кола за практичан развој и изградњу чврстог релеја сопственим рукама је следећа:

1. Оптоцоуплер типа МОС3083.
2. Триац тип ВТ139-800.
3. Транзистор серије КТ209.
4. Отпорници, зенер диода, ЛЕД.

Све наведене електронске компоненте су лемљене површинском монтажом према следећем дијаграму:

Шематски дијаграм чврстог релеја мале снаге за монтажу "уради сам". Мали број делова и једноставна монтажа на шаркама омогућавају вам да лемите коло без потешкоћа

Захваљујући употреби МОС3083 оптокаплера у колу генерисања управљачког сигнала, улазни напон може да варира од 5 до 24 волта.

А због ланца који се састоји од зенер диоде и ограничавајућег отпорника, струја која пролази кроз контролну ЛЕД диоду је смањена на најмању могућу мјеру. Ово решење обезбеђује дуг радни век контролне ЛЕД диоде.

Провера функционалности склопљеног кола

Састављено коло мора бити проверено на функционалност. У овом случају није потребно прикључити напон оптерећења од 220 волти на прекидачки круг кроз триац. Довољно је спојити мерни уређај – тестер – паралелно са комутационом линијом тријака.

Провера перформанси полупроводничког релеја помоћу мерног уређаја.Ако се на улаз уређаја примени контролни напон, спој тријака мора бити отворен

Режим мерења тестера мора бити подешен на “мОхм” и напајање (5-24В) мора бити доведено у коло за генерисање контролног напона. Ако све ради исправно, тестер би требао показати разлику у отпору од "мОхм" до "кОхм".

Изградња монолитног тела

Испод основе кућишта будућег чврстог релеја биће вам потребна алуминијумска плоча дебљине 3-5 мм. Димензије плоче нису критичне, али морају одговарати условима за ефикасно одвођење топлоте са тријака при загревању овог електронског елемента.

Оквир за изливање тела будућег уређаја. Израђен од картонске траке или другог погодног материјала. Фиксира се на алуминијумску подлогу универзалним лепком

Површина алуминијумске плоче мора бити равна. Додатно, обе стране треба обрадити - очистити финим брусним папиром и полирати.

У следећој фази, припремљена плоча је опремљена „оплатом“ - обруб од дебелог картона или пластике је залепљен око периметра. Требало би да добијете неку врсту кутије, која ће се касније напунити епоксидном смолом.

Унутар креиране кутије постављено је електронско релејно коло у чврстом стању састављено са „надстрешом“. Само триац је постављен на површину алуминијумске плоче.

Причвршћивање триака на алуминијумску подлогу. Главни услов је да ова електронска компонента мора бити чврсто притиснута на металну подлогу. Ово је једини начин да се обезбеди висококвалитетно одвођење топлоте и поуздан рад.

Никакви други делови кола или проводници не смеју да додирују алуминијумску подлогу. Триац је причвршћен за алуминијум са оним делом кућишта који је предвиђен за уградњу на радијатор.

На контактној површини тела триака и алуминијумске подлоге треба користити пасту која проводе топлоту. Неки брендови триака са неизолованом анодом морају се инсталирати кроз заптивку од лискуна.

Опција за причвршћивање триака на подлогу помоћу заковице. На полеђини, заковица је спљоштена у равни са површином подлоге

Триак се мора чврсто притиснути на основу неком врстом тежине и напунити епоксидним лепком по ободу или на неки начин учврстити без нарушавања глатке површине задње стране подлоге (на пример, заковицом).

Припрема једињења и изливање тела

Да бисте произвели чврсто тело електронског уређаја, мораћете да направите мешавину. Састав мешавине мешавине је направљен на основу две компоненте:

1. Епоксидна смола без учвршћивача.
2. Алабастер прах.

Захваљујући додатку алабастера, мајстор решава два проблема одједном - добија исцрпну запремину масе за изливање при номиналној потрошњи епоксидне смоле и ствара испуну оптималне конзистенције.

Смеша мора бити темељно измешана, након чега можете додати учвршћивач и поново добро промешати. Затим се "зглобна" инсталација унутар картонске кутије пажљиво пуни створеним једињењем.

Овако изгледа готова копија „уради сам“ чврстог релеја. Помало необично и не баш презентабилно, али прилично поуздано

Пуњење се врши до највишег нивоа, остављајући само део контролне ЛЕД главе на површини. У почетку, површина смеше можда неће изгледати потпуно глатка, али након неког времена слика ће се променити. Остаје само сачекати да се ливење потпуно стврдне.

У ствари, можете користити било које решење погодно за ливење.Главни критеријум је да састав за ливење не треба да буде електрично проводљив, плус добар степен крутости ливења треба да се формира након очвршћавања. Ливено кућиште релеја у чврстом стању је врста заштите за електронско коло од случајног физичког оштећења.

Закључци и користан видео на тему

Овај видео показује како и на основу којих електронских компоненти се може направити полупроводнички релеј. Аутор јасно говори о свим детаљима производних пракси са којима се лично сусрео током производње електронског прекидача:

Видео о проблему на који можете наићи након куповине једнофазног ССР-а од продаваца из Кине. Успут, он спроводи својеврсни преглед дизајна прекидача:

Самостална производња полупроводничких релеја је потпуно могуће решење, али у односу на производе за нисконапонска оптерећења која троше релативно малу снагу.

Својим рукама је тешко направити моћније и високонапонске уређаје. И овај финансијски подухват коштаће исти износ колико се вреднује фабричка копија. Дакле, ако је потребно, лакше је купити готов индустријски уређај.

Ако имате питања о састављању чврстог релеја, питајте их у одељку за коментаре, а ми ћемо покушати да им дамо врло јасан одговор. Тамо можете поделити своје искуство у изради релеја или дати драгоцене информације о теми чланка.