Do-it-yourself solid-state relay: mga tagubilin sa pagpupulong at mga tip sa koneksyon

Ang solid-state relay (SSR) ay isang device mula sa isang serye ng mga non-mechanical electronic component.Ang kawalan ng mechanics ay nagbubukas ng higit pang mga pagkakataon para sa mga mahilig sa electronics na gumawa ng solid-state relay gamit ang kanilang sariling mga kamay para sa personal na paggamit.

Isaalang-alang natin ang posibilidad na ito nang mas detalyado.

Disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo ng TTR

Bagama't ang karamihan sa mga naturang electronics ay tradisyonal na naglalaman ng mga gumagalaw na bahagi ng mga contact group, ang solid-state relay ay walang ganoong mga bahagi. Ang paglipat ng circuit ng circuit ng aparato ay isinasagawa ayon sa prinsipyo ng isang electronic key. At ang papel na ginagampanan ng mga electronic key ay karaniwang nilalaro ng mga semiconductor na binuo sa katawan ng relay - power transistors, triacs, thyristors.

Bago subukang gumawa ng solid-state relay sa iyong sarili, lohikal na pamilyar ang iyong sarili sa pangunahing disenyo ng mga naturang device at maunawaan ang prinsipyo ng kanilang operasyon.

Ang produksyong pang-industriya ay gumagawa ng mga solid-state relay ng iba't ibang configuration, na idinisenyo para sa iba't ibang praktikal na kondisyon. Ang pagpili ng mga pagbabago ay malawak

Bilang bahagi ng masusing pag-aaral ng device, dapat na i-highlight kaagad ng isa ang mga kapaki-pakinabang na aspeto ng TTP:

• paglipat ng malakas na pagkarga;
• mataas na bilis ng paglipat;
• perpektong galvanic na paghihiwalay;
• kakayahang humawak ng mataas na labis na karga sa maikling panahon.

Sa mga mekanikal na istruktura, talagang hindi posible na makahanap ng isang relay na may katulad na mga parameter. Sa pangkalahatan, ang mga pakinabang ng solid-state relay na nauugnay sa kanilang mga mekanikal na katapat ay ipinahayag sa isang kahanga-hangang listahan.

Dalawang electronic device na gumaganang nagbibigay ng circuit switching: sa kaliwa ay nakabatay sa solid-state na disenyo, sa kanan ay isang tradisyunal na mechanical switching system

Ang mga kondisyon ng pagpapatakbo para sa TSR ay halos hindi nililimitahan ang paggamit ng mga device na ito. Bilang karagdagan, ang kawalan ng paglipat ng mga mekanikal na bahagi ay may kapaki-pakinabang na epekto sa buhay ng serbisyo ng mga aparato. Kaya mayroong lahat ng dahilan upang magsimulang magtrabaho sa isang solid-state relay - upang i-assemble ang device sa iyong sarili.

Gayunpaman, sa pagiging patas, kasama ang mga positibong aspeto, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa mga katangian ng relay, na kung saan ay nailalarawan bilang mga disadvantages. Kaya, para sa pagpapatakbo ng mga makapangyarihang aparato, bilang panuntunan, kinakailangan ang isang karagdagang bahagi ng disenyo, na idinisenyo upang alisin ang init.

Sa kaso ng paglipat ng isang malakas na load, solid-state relay ay halos palaging pupunan ng malakas na cooling radiators. Ang puntong ito ay medyo nagpapakumplikado sa paggamit ng TTP

Ang mga cooling radiator para sa mga solid-state na relay ay may pangkalahatang mga dimensyon nang maraming beses na mas malaki kaysa sa mga sukat ng solid-state relay, na binabawasan ang kaginhawahan at katwiran ng pag-install.

Ang mga TSR device sa panahon ng operasyon (sa saradong estado) ay nagbibigay ng reverse leakage current at nagpapakita ng nonlinear current-voltage na katangian. Hindi lahat ng solid-state relay ay maaaring gamitin nang walang mga paghihigpit sa mga katangian ng mga inililipat na boltahe.

Disenyo para sa paggamit lamang sa mga circuit na pinapagana ng direktang kasalukuyang. Karaniwan, ang mga device na ito ay nakikilala sa pamamagitan ng kanilang maliliit na dimensyon at mababang switching power.

Ang ilang uri ng mga device ay idinisenyo upang lumipat lamang ng direktang kasalukuyang. Ang pagpapakilala ng mga solid-state relay sa isang circuit ay karaniwang nangangailangan ng mga karagdagang hakbang na naglalayong hadlangan ang mga maling alarma.

Ang mga solid state relay ay kadalasang matatagpuan sa pangkalahatan electrical panel ng apartment.

Paano gumagana ang isang solid state relay?

Ang control signal (karaniwang isang mababang antas ng boltahe na darating, halimbawa, mula sa isang control controller) ay ibinibigay sa LED ng optoelectronic na pares na nasa SSR circuit. Ang LED ay nagsisimulang maglabas ng liwanag patungo sa photodiode, na siya namang bubukas at nagsisimulang magpasa ng kasalukuyang.

Isang pangkalahatang SSR diagram na malinaw na nagpapakita kung paano gumagana ang isang elektronikong aparato: 1 – kontrolin ang pinagmulan ng boltahe; 2 – optocoupler sa loob ng relay housing; 3 - i-load ang kasalukuyang pinagmulan; 4 - load

Ang kasalukuyang dumadaan sa photodiode ay dumarating sa control electrode ng key transistor o thyristor. Ang susi ay bubukas at isinasara ang load circuit.

Ganito gumagana ang switching function ng device. Ang lahat ng electronics ay tradisyonal na nakapaloob sa isang monolitikong pabahay. Sa totoo lang, kaya tinawag na solid-state relay ang device.

Maaari mong basahin ang tungkol sa kung paano ikonekta ang isang solid-state relay materyal na ito.

Mga Uri ng Solid State Switch

Ang buong umiiral na hanay ng mga aparato ay maaaring nahahati sa mga pangkat batay sa kategorya ng konektadong pagkarga, mga tampok ng kontrol ng boltahe at paglipat.

Kaya, magkakaroon ng kabuuang tatlong grupo:

1. Mga device na tumatakbo sa mga DC circuit.
2. Mga device na tumatakbo sa alternating current circuits.
3. Mga unibersal na disenyo.

Ang unang grupo ay kinakatawan ng mga device na may mga parameter ng operating control boltahe na 3 - 32 volts. Ang mga ito ay medyo maliit na laki ng electronics, nilagyan ng LED na indikasyon, na may kakayahang gumana nang walang pagkagambala sa mga temperatura na -35 / +75 ºС.

Isang malawakang ginagamit na disenyo ng isang elektronikong aparato para gamitin sa isang single-phase na electrical network.Mayroon ding iba pang mga pagpipilian sa disenyo, ngunit mas madalas.

Ang pangalawang grupo ay mga device na inilaan para sa pag-install sa mga alternating network ng boltahe. Narito ang mga disenyo ng mga TSR para sa pag-install sa mga network ng AC, na kinokontrol ng boltahe na 24 - 250 volts. May mga device na may kakayahang lumipat ng mga high power load.

Ang ikatlong grupo ay mga device para sa unibersal na paggamit. Sinusuportahan ng circuitry ng ganitong uri ng device ang manu-manong configuration para magamit sa ilang partikular na kundisyon.

Batay sa likas na katangian ng konektadong pagkarga, ang dalawang uri ng mga solid-state na relay ng AC ay dapat makilala: single-phase at three-phase. Ang parehong mga uri ay idinisenyo para sa paglipat ng medyo malakas na mga load sa mga alon na 10 - 75 A. Sa kasong ito, ang peak short-term kasalukuyang mga halaga ay maaaring umabot sa 500 A.

Isang malawak na ginagamit na bersyon para sa paggamit sa isang three-phase electrical network. Madalas na ginagamit bilang isang linear regulator ng malalakas na electric heater (TEH)

Ang load na inililipat ng solid-state relay ay maaaring capacitive, resistive, o inductive circuit. Ang mga disenyo ng switch ay nagbibigay-daan sa maayos na kontrol ng, halimbawa, mga elemento ng heating, incandescent lamp, at mga de-koryenteng motor nang walang hindi kinakailangang ingay.

Ang pagiging maaasahan ng operasyon ay medyo mataas. Ngunit sa maraming paraan, ang katatagan at tibay ng mga solid-state relay ay nakasalalay sa kalidad ng paggawa ng produkto. Kaya, ang mga device na ginawa sa ilalim ng isang tiyak na pangalan ng tatak na "Impuls" ay madalas na kilala para sa kanilang maikling buhay ng serbisyo.

Sa kabilang banda, ang mga produkto ng Schneider Electric ay walang puwang para sa pagpuna.

Paano gumawa ng TTP gamit ang iyong sariling mga kamay?

Isinasaalang-alang ang tampok na disenyo ng aparato (monolith), ang circuit ay binuo hindi sa isang textolite board, tulad ng kaugalian, ngunit sa pamamagitan ng pag-mount sa ibabaw.

Ito ang hitsura ng isang homemade solid state relay na disenyo. Hindi naman mahirap gumawa ng ganito. Ang kailangan mo lang ay mga pangunahing kasanayan sa electronics at electrician. Ang mga gastos sa materyal ay maliit

Mayroong maraming mga solusyon sa circuit sa direksyong ito na maaaring matagpuan. Ang partikular na opsyon ay depende sa kinakailangang switching power at iba pang mga parameter.

Mga elektronikong sangkap para sa circuit assembly

Ang listahan ng mga elemento ng isang simpleng circuit para sa praktikal na pag-unlad at pagtatayo ng isang solid-state relay gamit ang iyong sariling mga kamay ay ang mga sumusunod:

1. Uri ng optocoupler MOS3083.
2. Triac type VT139-800.
3. Transistor series KT209.
4. Mga resistors, zener diode, LED.

Ang lahat ng tinukoy na mga elektronikong sangkap ay ibinebenta sa pamamagitan ng pag-mount sa ibabaw ayon sa sumusunod na diagram:

Schematic diagram ng low-power solid-state relay para sa DIY assembly. Ang isang maliit na bilang ng mga bahagi at simpleng pag-install ng hinged ay nagpapahintulot sa iyo na maghinang ng circuit nang walang kahirapan

Salamat sa paggamit ng MOS3083 optocoupler sa control signal generation circuit, ang input voltage ay maaaring mag-iba mula 5 hanggang 24 volts.

At dahil sa isang kadena na binubuo ng isang zener diode at isang limitasyon ng risistor, ang kasalukuyang dumadaan sa control LED ay nabawasan sa pinakamababang posible. Tinitiyak ng solusyon na ito ang mahabang buhay ng serbisyo ng control LED.

Sinusuri ang assembled circuit para sa functionality

Ang assembled circuit ay dapat suriin para sa functionality. Sa kasong ito, hindi kinakailangan na ikonekta ang isang boltahe ng pagkarga ng 220 volts sa switching circuit sa pamamagitan ng isang triac. Ito ay sapat na upang ikonekta ang isang aparato sa pagsukat - tester - parallel sa triac commutation line.

Sinusuri ang pagganap ng isang solid-state relay gamit ang isang aparato sa pagsukat.Kung ang isang control boltahe ay inilapat sa input ng aparato, ang triac junction ay dapat na bukas

Ang mode ng pagsukat ng tester ay dapat na nakatakda sa "mOhm" at ang kapangyarihan (5-24V) ay dapat ibigay sa control voltage generation circuit. Kung gumagana nang tama ang lahat, ang tester ay dapat magpakita ng pagkakaiba sa paglaban mula sa "mOhm" hanggang sa "kOhm".

Konstruksyon ng isang monolitikong katawan

Sa ilalim ng base ng pabahay ng hinaharap na solid-state relay, kakailanganin mo ng aluminum plate na 3-5 mm ang kapal. Ang mga sukat ng plato ay hindi kritikal, ngunit dapat na tumutugma sa mga kondisyon para sa epektibong pag-alis ng init mula sa triac kapag pinainit ang elektronikong elementong ito.

Frame para sa pagbuhos ng katawan ng hinaharap na aparato. Ginawa mula sa karton strip o iba pang angkop na materyales. Naayos sa isang aluminum substrate na may universal adhesive

Ang ibabaw ng aluminum plate ay dapat na flat. Bukod pa rito, kailangang iproseso ang magkabilang panig - linisin ng pinong papel de liha at pinakintab.

Sa susunod na yugto, ang handa na plato ay nilagyan ng "formwork" - isang hangganan na gawa sa makapal na karton o plastik ay nakadikit sa paligid ng perimeter. Dapat kang makakuha ng isang uri ng kahon, na mamaya ay mapupuno ng epoxy resin.

Ang isang electronic solid-state relay circuit na binuo na may "canopy" ay inilalagay sa loob ng nilikha na kahon. Ang triac lamang ang inilalagay sa ibabaw ng aluminum plate.

Pag-aayos ng triac sa isang aluminum substrate. Ang pangunahing kondisyon ay ang elektronikong sangkap na ito ay dapat na pinindot nang mahigpit sa base ng metal. Ito ang tanging paraan upang matiyak ang mataas na kalidad na pag-alis ng init at maaasahang operasyon.

Walang ibang bahagi ng circuit o conductor ang dapat hawakan ang aluminum substrate. Ang triac ay nakakabit sa aluminyo kasama ang bahaging iyon ng pabahay na idinisenyo para sa pag-install sa isang radiator.

Dapat gamitin ang heat-conducting paste sa contact area ng triac body at ang aluminum substrate. Ang ilang mga tatak ng triac na may hindi naka-insulated na anode ay dapat na mai-install sa pamamagitan ng mica gasket.

Isang pagpipilian para sa paglakip ng isang triac sa substrate gamit ang isang rivet. Sa reverse side, ang rivet ay flattened flush sa ibabaw ng substrate

Ang triac ay dapat na pinindot nang mahigpit sa base na may ilang uri ng timbang at puno ng epoxy glue sa paligid ng perimeter o secure sa ilang paraan nang hindi nakakagambala sa makinis na ibabaw ng likod na bahagi ng substrate (halimbawa, na may isang rivet).

Paghahanda ng tambalan at pagbubuhos ng katawan

Upang makagawa ng solidong katawan ng isang elektronikong aparato, kakailanganin mong gumawa ng pinaghalong tambalan. Ang komposisyon ng pinaghalong tambalan ay ginawa batay sa dalawang bahagi:

1. Epoxy resin na walang hardener.
2. Alabastro na pulbos.

Salamat sa pagdaragdag ng alabastro, nalulutas ng master ang dalawang problema nang sabay-sabay - nakakakuha siya ng isang kumpletong dami ng pagbubuhos ng compound sa nominal na pagkonsumo ng epoxy resin at lumilikha ng isang punan ng pinakamainam na pagkakapare-pareho.

Ang timpla ay dapat na lubusan na halo-halong, pagkatapos ay maaari mong idagdag ang hardener at ihalo muli nang lubusan. Susunod, ang pag-install ng "hinged" sa loob ng karton na kahon ay maingat na napuno ng nilikha na tambalan.

Ganito ang hitsura ng tapos na kopya ng isang do-it-yourself solid-state relay. Medyo hindi pangkaraniwan at hindi masyadong presentable, ngunit medyo maaasahan

Ginagawa ang pagpuno sa pinakamataas na antas, na nag-iiwan lamang ng bahagi ng control LED head sa ibabaw. Sa una, ang ibabaw ng tambalan ay maaaring hindi magmukhang ganap na makinis, ngunit pagkaraan ng ilang oras ang larawan ay magbabago. Ang natitira na lang ay hintayin na tumigas ang paghahagis.

Sa katunayan, maaari mong gamitin ang anumang solusyon na angkop para sa paghahagis.Ang pangunahing criterion ay ang komposisyon ng paghahagis ay hindi dapat maging electrically conductive, kasama ang isang mahusay na antas ng higpit ng paghahagis ay dapat na nabuo pagkatapos ng solidification. Ang cast solid-state relay housing ay isang uri ng proteksyon para sa electronic circuit mula sa aksidenteng pisikal na pinsala.

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

Ipinapakita ng video na ito kung paano at batay sa kung anong mga elektronikong bahagi ang maaaring gawin ng solid-state relay. Malinaw na pinag-uusapan ng may-akda ang lahat ng mga detalye ng mga kasanayan sa pagmamanupaktura na personal niyang nakatagpo sa paggawa ng isang elektronikong switch:

Video tungkol sa isang problema na maaari mong maranasan pagkatapos bumili ng single-phase SSR mula sa mga nagbebenta mula sa China. Sa kahabaan ng paraan, nagsasagawa siya ng isang uri ng pagsusuri ng disenyo ng switching device:

Ang self-manufacturing ng solid-state relays ay isang ganap na posibleng solusyon, ngunit may kaugnayan sa mga produkto para sa mababang boltahe na load na kumonsumo ng medyo mababang kapangyarihan.

Mahirap gumawa ng mas malakas at mataas na boltahe na mga aparato gamit ang iyong sariling mga kamay. At ang pinansiyal na pakikipagsapalaran na ito ay magkakahalaga ng parehong halaga bilang ang kopya ng pabrika ay nagkakahalaga sa. Kaya, kung kinakailangan, mas madaling bumili ng isang handa na pang-industriya na aparato.

Kung mayroon kang mga tanong tungkol sa pag-assemble ng solid-state relay, mangyaring tanungin sila sa seksyon ng mga komento, at susubukan naming bigyan sila ng napakalinaw na sagot. Doon maaari mong ibahagi ang iyong karanasan sa paggawa ng mga relay sa iyong sarili o magbigay ng mahalagang impormasyon sa paksa ng artikulo.