Vahelduvvoolu tahkisrelee või SSR on seade, mida kasutatakse raskete vahelduvvoolu koormuste lülitamiseks võrgu tasandil, eraldatud minimaalsete alalisvoolu pinge päästikute kaudu, ilma mehaaniliste liikuvate kontaktideta.

Selles postituses õpime, kuidas luua lihtsat tahkisreleed või SSR-ahelat, kasutades Triaci, BJT-sid, nullist ületavat optoühendust.

Tahke SSR eelis mehaaniliste releede ees

Mehaanilised releetüübid võivad olla üsna ebaefektiivsed rakendustes, mis vajavad väga sujuvat, väga kiiret ja puhast lülitamist.

SSR-i kavandatud vooluahelat saab ehitada kodus ja kasutada kohtades, kus on vaja tõeliselt keerukat koormakäsitlust.

Selles artiklis kirjeldatakse tahkisrelee vooluringi koos sisseehitatud nulliga ristumisanduriga.

Vooluahelat on väga lihtne mõista ja üles ehitada, kuid see pakub kasulikke funktsioone, nagu puhas lülitamine, raadiosagedushäiretest vaba ja kuni 500-vatiste koormustega toimetulekuks. Oleme releede ja nende toimimise kohta palju õppinud.

Me teame, et neid seadmeid kasutatakse suurte elektriliste koormuste ümberlülitamiseks välise isoleeritud kontaktide paari kaudu, reageerides elektroonilise vooluahela väljundist saadud väikesele elektrilisele impulssile.

“vaakumpump on harjunud ”

Tavaliselt on päästiku sisend relee mähise pinge läheduses, mis võib olla 6, 12 või 24 V DC, samas kui relee kontaktide poolt lülitatav koormus ja vool on enamasti vahelduvvoolu potentsiaalide tasemel.

Põhimõtteliselt on releed kasulikud, kuna nad on võimelised oma kontaktidega ühendatud raskeid lülitama, ilma et ohtlikud potentsiaalid oleksid kontaktis haavatava elektroonilise vooluringiga, mille kaudu see lülitatakse.

Eelistega kaasnevad mõned kriitilised puudused, mida ei saa eirata. Kuna kontaktid hõlmavad mehaanilisi toiminguid, on need mõnikord keeruliste vooluahelate jaoks üsna sobimatud, mis nõuavad ülitäpset, kiiret ja tõhusat ümberlülitamist.

Mehaanilistel releedel on ka halb maine tekitades raadiosageduse häireid ja müra lülitamise ajal, mis põhjustab ka nende kontaktide halvenemist aja jooksul.

Palun MOSFET-põhise SSR-i jaoks viita sellele postitusele

SCR ot Triaci kasutamine SSR-i valmistamiseks

Triake ja SCR-sid peetakse headeks asendusteks kohtades, kus ülaltoodud releed osutuvad ebaefektiivseteks, kuid ka need võivad töö ajal põhjustada RF-häirete tekitamise probleeme.

Ka SCR-id ja triaakid, kui need on integreeritud otse elektroonilistesse vooluahelatesse, vajavad vooluahela maandusliini ühendamist katoodiga, mis tähendab, et vooluahela sektsioon pole nüüd enam seadme surmavast vahelduvvoolupingest isoleeritud - see on tõsine puudus kasutaja on mures.

“mis on võrdlusahel ”

Triaci saab aga väga tõhusalt rakendada, kui ülalnimetatud paar puudust täielikult hoolitsetakse. Seetõttu on kaks asja, mis tuleb triaakidega eemaldada, kui releed tõhusalt välja vahetada, on raadiosagedushäired ülemineku ajal ja ohtlike vooluvõrkude sisenemine vooluringi.

Tahkisreleed on konstrueeritud täpselt ülaltoodud spetsifikatsioonide järgi, mis välistab raadiosagedusala järeldused ja hoiab ka kaks astet täiesti eemal teistest.

Ärilised SSR-id võivad olla väga kulukad ega ole teenindatavad, kui midagi valesti läheb. Kuid tahkete releede valmistamine teie enda poolt ja selle kasutamine vajalikuks rakenduseks võib olla just see, mida 'arst oli tellinud'. Kuna seda saab ehitada diskreetsete elektrooniliste komponentide abil, muutub see täielikult parandatavaks, muudetavaks ja lisaks annab see teile selge ettekujutuse süsteemi sisemisest toimimisest.

Siin uurime lihtsa tahkisrelee valmistamist.

Kuidas see töötab

Nagu ülalnimetatud peatükis arutati, kontrollitakse SSR-i või tahkisrelee kavandatud väljatöötamisel RF-häireid, sundides triaci lülituma ainult vahelduvvoolu siinusfaasi nullmärgi ümber ja opto-siduri kasutamine tagab sisendi hoitakse triac-vooluahelaga kaasasolevatest vahelduvvoolupotentsiaalidest eemal.

Proovime mõista, kuidas vooluring töötab:

Nagu on näidatud diagrammil, saab opto-sidur portaaliks päästiku ja lülitusahela vahel. Sisendpäästik rakendatakse opto LED-le, mis valgustab ja muudab fototransistori juhtima.
Fototransistori pinge liigub kollektorist emitterini ja jõuab lõpuks selle käitamiseks triaki väravasse.

Ülaltoodud toiming on üsna tavaline ja on tavaliselt seotud kõigi triakide ja SCR-de päästikuga. Sellest ei pruugi aga raadiosagedusliku müra kõrvaldamiseks piisata.

Kolm transistorit ja mõnda takistit sisaldav sektsioon on eriti sisse viidud raadiosageduse genereerimise kontrollimiseks, tagades, et triac juhib ainult vahelduvvoolu siinuse lainekuju nulllävede läheduses.

Kui vooluahelale antakse vahelduvvooluvõrk, muutub alandatud alalisvool optotransistori kollektoris kättesaadavaks ja see juhib, nagu eespool selgitatud, kuid T1 alusega ühendatud takistite ristmikul on pinge nii reguleeritud, et see juhiks kohe pärast seda, kui vahelduvvoolu lainekuju tõuseb 7-voldise märgi kohal. Nii kaua hoiab lainekuju sellest tasemest kõrgemal T1 sisselülitatuna.

See põhjendab optransistori kollektori pinget, takistades triaci juhtimist, kuid hetkel, mil pinge jõuab 7 volti ja läheneb nullile, lõpetavad transistorid juhtimise, võimaldades triacil lülituda.

Protsessi korratakse negatiivse pooltsükli ajal, kui T2, T3 juhib vastuseks pingele, mis ületab miinus 7 volti, tehes taas kordi, et triak tulekahju saab alles siis, kui faasipotentsiaal läheneb nullile, välistades efektiivselt nulliga ristuvate RF-häirete induktsiooni.

Tahkis-SSR-vooluahela skeem

Kavandatud tahkisreleelülituse osade loend

R1 = 120 K,
R2 = 680K,
R3 = 1 K,
R4 = 330 K,
R5 = 1 M,
R6 = 100 oomi 1 W,
C1 = 220 uF / 25 V,
C2 = 474/400 V metalliseeritud polüester
C3 = 0,22 uF / 400 V PPC
Z1 = 30 volti, 1 W,
T1, T2 = BC547B,
T3 = BC557B,
TR1 = BT 36,
OP1 = MCT2E või sarnane.

PCB paigutus

SCR Opto-Coupler 4N40 kasutamine

Tänapäevaste optoühenduste tulekuga on kõrgekvaliteedilise tahkisrelee (SSR) valmistamine muutunud tõesti lihtsaks. 4N40 on üks neist seadmetest, mis kasutab vahelduvvoolu koormuse vajalikuks isoleeritud käivitamiseks foto-SCR-i.

Selle opto-haakeseadise saab lihtsalt konfigureerida ülimalt usaldusväärse ja tõhusa SSR-ahela loomiseks. Seda vooluahelat saab kasutada 220 V koormuse käivitamiseks põhjalikult isoleeritud 5 V loogilise juhtimise kaudu, nagu allpool näidatud: