DIY szilárdtest relé: Szerelési útmutató és csatlakozási tippek

A szilárdtestrelé (TTR) egy olyan eszköz, amely nem mechanikusan ható elektronikus alkatrészekből áll. A mechanika hiánya több lehetőséget nyit az elektronika szerelmeseinek, hogy saját kezűleg szilárdtest relét készítsenek személyes használatra.

Fontolja meg ezt a lehetőséget részletesebben.

A TTR kialakítása és működési elve

Ha az ilyen elektronika nagy része hagyományosan az érintkezőcsoportok mozgó részeit tartalmazza, akkor a szilárdtest relének ilyen részeinek egyáltalán nincs. Az áramkör kapcsolását egy eszközáramkörrel az elektronikus kulcs elve szerint kell elvégezni. Az elektronikus kulcsok szerepét általában a relé testébe épített félvezetők játszanak - teljesítménytranzisztorok, triakok, tirisztorok.

Mielőtt megpróbálna magának szilárdtestrelét készíteni, logikus megismerkedni az ilyen eszközök alapvető kialakításával, megérteni azok működésének elvét.

Különböző konfigurációjú, félvezető jelfogók gyártása az iparban történik, amelyeket a gyakorlati alkalmazás legkülönfélébb körülményeihez terveztek. A változtatások széles választéka

Az eszköz szűk tanulmányozása során azonnal fel kell hívni a TTR előnyeit:

• nagy terhelésű kapcsolás;
• magas kapcsolási sebesség;
• tökéletes galvanikus szigetelés;
• képesség rövid ideig tartani a nagy túlterheléseket.

A mechanikus szerkezetek között nem igazán lehetséges hasonló paraméterekkel rendelkező relék megtalálása. Általánosságban elmondható, hogy a szilárdtestalapú relék mechanikus párjaival szembeni előnyeit lenyűgöző lista fejezi ki.

Két elektronikus eszköz, amelyek funkcionálisan biztosítják az áramköri kapcsolást: bal oldalon szilárdtest kivitel alapján készül, jobboldalon egy hagyományos mechanikus kapcsolórendszer

A TTR működési feltételei gyakorlatilag nem korlátozzák ezen eszközök használatát. Ezenkívül a mozgó mechanikus alkatrészek hiánya kedvezően befolyásolja az eszközök élettartamát.Tehát minden oka van egy szilárdtest relé kezelésének - az eszköz saját kezű összeszerelésével.

A méltányosság mellett azonban a pozitív szempontok mellett meg kell jegyezni a relé tulajdonságait, amelyek hibáik. Tehát a nagy teljesítményű eszközök működéséhez általában a szerkezet egy további elemére van szükség, amelyet a hő eltávolítására terveztek.

Erőteljes terhelés váltása esetén a szilárdtest reléket szinte mindig erős hűtő radiátorokkal egészítik ki. Ez a pont bonyolítja a TTR használatát.

A szilárdtest relé hűtő radiátorok átmérője többször meghaladja a TTR méretét, ami csökkenti a felszerelés kényelmét és ésszerűségét.

A TTR eszközök működés közben (zárt állapotban) fordított szivárgási áramot adnak, és nemlineáris áram-feszültség karakterisztikát mutatnak. Nem minden szilárdtestrelé használható korlátozás nélkül a kapcsolt feszültségek jellemzőiben.

Kizárólag olyan áramkörökben történő felhasználásra tervezték, ahol az áram egyenáramú. Általában ezeket az eszközöket megkülönböztetik a kis méretek és az alacsony kapcsolási teljesítmény

Bizonyos típusú készülékeket csak az egyenáram váltására tervezték. A szilárdtest relék bevezetése az áramkörbe rendszerint további intézkedéseket igényel a hamis riasztások blokkolására.

A szilárdtestrelék gyakran közösek a lakás elektromos panele.

Hogyan működik a szilárdtest relé?

A vezérlőjelet (általában alacsony feszültséggel, amely például a vezérlővezérlőtől származik) a TTR áramkörben lévő optoelektronikus pár LED-jéhez kell vezetni. A LED fényt bocsát ki a fotodiod felé, amely viszont kinyílik és áramot hajt át.

Általános TTR-séma, amely egyértelműen bemutatja az elektronikus eszköz működését: 1 - vezérlőfeszültség-forrás; 2 - optocsatoló a reléház belsejében; 3 - terhelő áramforrás; 4 - terhelés

A fotodiodán áthaladó áram a kulcs-tranzisztor vagy tirisztor vezérlőelektródájához érkezik. A kulcs kinyílik, bezárja a terhelési kört.

Így működik az eszközváltó funkció. Az elektronika hagyományosan monolit házban van elhelyezve. Valójában tehát az eszközt szilárdtest relének nevezték.

A szilárdtestrelék csatlakoztatásának módját itt találhat ez a cucc.

Félvezető kapcsolók

A teljes meglévő eszköztartomány feltételesen csoportokra osztható a csatlakoztatott terhelés kategóriája, a feszültségszabályozás és a kapcsolás jellemzői alapján.

Így összesen három csoportot vonunk ki:

1. DC áramkörökben működő eszközök.
2. AC áramkörökben működő eszközök.
3. Univerzális minták.

Az első csoportot olyan eszközök képviselik, amelyek működési vezérlőfeszültségének paraméterei 3 - 32 volt. Ez egy viszonylag kis méretű elektronika, LED-es kijelzőkkel ellátva, amely megszakítás nélkül képes -35 / +75 ° C hőmérsékleten működni.

Egyfázisú elektromos hálózatban történő felhasználásra szolgáló elektronikus eszköz széles körű kialakítása. Más tervezési lehetőségeket is találunk, de sokkal ritkábban.

A második csoport - váltakozó áramú hálózatokba történő telepítésre tervezett eszközök. Íme a TTR tervei, amelyek a 24–250 V feszültséggel vezérelt váltóáramú hálózatokba telepíthetők. Vannak olyan készülékek, amelyek képesek nagy teljesítményterhelés váltására.

A harmadik csoport az univerzális eszközök. Az ilyen típusú készülékek áramkörei támogatják a kézi hangolást bizonyos körülmények között történő használatra.

Ha figyelembe vesszük a csatlakoztatott terhelés jellegét, meg kell különböztetnünk a szilárdtest AC relék két típusát: az egyfázisú és a háromfázisú. Mindkét típust úgy tervezték, hogy kellően erős terhelést kapcsoljon 10 - 75 A áramok mellett.Ebben az esetben a rövid távú áram csúcsértéke elérheti az 500 A-ot.

Elterjedt verzió háromfázisú elektromos hálózathoz történő felhasználásra. Gyakran használják nagy teljesítményű elektromos fűtőberendezések (TEN) lineáris szabályozójaként

A kapacitív, ellenállású indukciós áramkörök szilárdtestrelék által kapcsolt terhelésként működhetnek. A kapcsolók kialakítása lehetővé teszi a fűtőelemek, izzólámpák, elektromos motorok zökkenőmentes vezérlését felesleges zaj nélkül.

A megbízhatóság elég magas. De a szilárdtest relék stabilitása és tartóssága sok szempontból függ a gyártás minőségétől. Így egy bizonyos Impuls védjegy alatt gyártott eszközöket gyakran rövid élettartammal jelölnek.

Másrészt a Schneider Electric termékek nem hagynak helyet a kritikának.

Hogyan készítsünk TTR-t saját kezűleg?

Tekintettel az eszköz (monolit) tervezési tulajdonságaira, az áramkört nem szokásos módon textolit táblára szerelik, hanem falra szerelt telepítésre.

Így néz ki a saját készítésű szilárdtest relé. Könnyű ilyesmit megtenni. Csak egy elektronikus mérnök és egy villanyszerelő alapvető készségeire van szükség. Anyagköltségek alacsonyak

Ebben az irányban sok áramkör-megoldás létezik. Az adott opció a szükséges kapcsolási teljesítménytől és más paraméterektől függ.

Elektronikus alkatrészek áramköri összeszereléshez

A saját kezű szilárdtestrelék gyakorlati fejlesztéséhez és felépítéséhez szükséges egyszerű áramkör elemeinek listája a következő:

1. MOS3083 típusú optocsatoló.
2. VT139-800 típusú triac.
3. KT209 sorozatú tranzisztor.
4. Ellenállások, Zener dióda, LED.

Az elektronikus alkatrészek mindegyikét felületre szereléssel forrasztják a következő ábra szerint:

A kis teljesítményű szilárdtest relék sematikus ábrája a barkácsoláshoz. Néhány alkatrész és az egyszerű csuklós felszerelés lehetővé teszi az áramkör forrasztását nehézségek nélkül

Az MOS3083 optocsatoló használata miatt a vezérlőjel-generáló áramkörben a bemeneti feszültség 5 és 24 V között változhat.

És a lánc miatt, amely egy Zener diódából és egy korlátozó ellenállásból áll, a vezérlő LED-en áthaladó áramot a lehető legkisebbre csökkenti. Ez a megoldás a vezérlő LED hosszú élettartamát biztosítja.

Az összeszerelt áramkör működésének ellenőrzése

Az összeszerelt áramkört működés szempontjából ellenőrizni kell. Nem szükséges a triacián keresztül 220 V terhelési feszültséget a kapcsoló áramkörhöz csatlakoztatni. Elegendő egy mérőeszközt - egy tesztert - csatlakoztatni a triac kapcsolási vonalával párhuzamosan.

Félvezető relé teljesítményének ellenőrzése mérőkészülékkel. Ha vezérlőfeszültséget adnak az eszköz bemenetére, akkor a triac átmenetének nyitva kell lennie

A tesztelő mérési módját "mOhm" -re kell állítani, és energiát (5-24 V) kell alkalmazni a vezérlőfeszültség-generáló áramkörre. Ha minden jól működik, akkor a tesztelőnek meg kell mutatnia az ellenállás különbségét "mOhm" -ról "kOhm" -re.

Monolit ház

A jövőbeli szilárdtestrelé-ház alja alá 3-5 mm vastag alumíniumlemez szükséges. A lemez méretei nem kritikusak, de meg kell felelniük a triacból történő hatékony hőelvonás feltételeinek, amikor ezt az elektronikus elemet felmelegítik.

Keret a jövő eszköz házának öntéséhez. Kartoncsíkból vagy más alkalmas anyagból készül. Ez egy alumínium hordozóra van rögzítve univerzális ragasztóval.

Az alumínium lemez felületének síknak kell lennie. Ezenkívül mindkét oldalt meg kell dolgozni - finom csiszolópapírral kell meghámozni, csiszolni.

A következő szakaszban az előkészített lemezt egy „zsaluzattal” látják el - kartonból vagy műanyagból készült szegélyt ragasztanak a kerület körül. Egyfajta doboznak kell lennie, amelyet később epoxigyűznek.

A készített dobozba egy félvezető relé egy "előtetős" által összeállított elektronikus áramköre kerül. Az alumínium lemez felületére csak triac kerül.

A triac rögzítése alumínium aljzaton. A fő feltétel az, hogy ezt az elektronikus alkatrészt szilárdan meg kell nyomni a fém alaphoz. Ez az egyetlen mód a magas színvonalú hőelvezetés és megbízható működés biztosítására.

Más áramkör alkatrészek vagy vezetők nem érinthetik az alumínium hordozót. A triacot az aluminiumra hordja a test azon része, amelyet radiátorra történő felszerelésre terveztek.

Használjon hővezető pasztát a triac test és az alumínium hordozó érintkezési területén. Néhány márkájú, nem szigetelt anódos triacsot csillámpatron keresztül kell helyezni.

Az a lehetőség, hogy a triacot szegecsekkel rögzítik az aljzathoz. A hátsó oldalon a szegecs síkban simul le a hordozó felületével

A triacot valamilyen súlyú, erősen az alaphoz kell nyomni, epoxi ragasztóval kell megtölteni a kerület körül, vagy valamilyen módon rögzíteni anélkül, hogy megzavarná a hordozó hátuljának felületét (például szegecsek).

Vegyület előállítása és a test kitöltése

Az elektronikus eszköz szilárd testének gyártásához összetett keverékre lesz szükség. Az összetett keverék összetétele két összetevőn alapul:

1. Epoxigyanta keményítő nélkül.
2. Alabaster por.

Az alabástrát adagolásának köszönhetően a mester egyszerre két problémát old meg - kimerítő mennyiségű töltőanyagot kap névleges epoxigyanta-fogyasztás mellett, és optimális állagú töltést hoz létre.

A keveréket alaposan össze kell keverni, ezután hozzáadhatja a keményítőt, és újra alaposan megkeverheti. Ezután óvatosan szerelje be a falra szerelt szerelvényt a kartondobozba a létrehozott keverékkel.

Így néz ki az ön által összeszerelt félvezető relé kész példánya. Kissé szokatlan és nem túl kis méretű, de elég megbízható

A feltöltés a felső szintre történik, a vezérlő LED fejének csak egy részét hagyva a felületen. A vegyület felülete kezdetben nem tűnik teljesen simanak, de egy idő után a kép megváltozik. Csak arra vár, hogy az öntvény teljesen megszilárduljon.

Valójában bármilyen megfelelő öntési megoldást használhat. A fő kritérium az, hogy az öntőkompozíció ne legyen elektromosan vezető, plusz a szilárdulás után jó öntési szilárdságot kell kialakítani. A szilárdtestrelé öntött tokja az elektronikus áramkör egyfajta védelme a véletlen fizikai károsodásoktól.

Következtetések és hasznos videó a témáról

Ez a videó bemutatja, hogy miként és milyen elektronikus alkatrészek alapján lehet félvezető jelfogót készíteni. A szerző nyíltan beszéli a gyártási gyakorlat minden részletét, amellyel személyesen találkozott az elektronikus kapcsoló előállítása során:

Videó arról a problémáról, amely akkor felmerülhet, amikor egyfázisú TTR-t megszerez a kínai eladóktól. Mindeközben egyfajta áttekintést végez az eszközkapcsolóról:

A szilárdtest relék öngyártása lehetséges megoldás, de az alacsony feszültségű terhelésű és viszonylag alacsony energiát igénybe vevő termékek vonatkozásában.

Nehéz saját kezűleg előállítani erősebb és nagyfeszültségű eszközöket. És ez a pénzügyi vállalkozás ugyanolyan összeget fog fizetni, mint a gyári példány becslése. Tehát ha szükséges, könnyebb megvásárolni egy kész ipari készüléket.

Ha bármilyen kérdése van egy félvezető relé összeszerelésével kapcsolatban, kérdezze meg őket a megjegyzés rovatban, és megpróbálunk rendkívül világos választ adni Önnek. Itt megoszthatja az öngyártó relék tapasztalatait, vagy értékes információkat nyújthat a cikk témájáról.