SSR või tahkisreleed on suure võimsusega elektrilülitid, mis töötavad ilma mehaaniliste kontaktideta, selle asemel kasutavad nad tahkis-pooljuhte nagu MOSFETid elektrilise koormuse ümberlülitamiseks.

SSR-e saab kasutada suure võimsusega koormuste jaoks läbi väikese sisendliigendi pinge, millel on tühine vool.

Neid seadmeid saab kasutada ka suure võimsusega vahelduvvoolu koormuste käitamiseks Alalisvoolu koormused .

Tahkisreleed on võrguga võrreldes ülitõhusad elektromehaanilised releed väheste selgete omaduste tõttu.

SSR peamised omadused ja eelised

Tahkisreleede põhijooned ja eelised või SSR-id on:

SSR-e saab hõlpsasti ehitada, kasutades minimaalset arvu tavalisi elektroonilisi osi
Nad töötavad ilma igasuguse klõpsamiseta, kuna puuduvad mehaanilised kontaktid.
Tahkis olek tähendab ka seda, et SSR-id saavad lülituda palju kiiremini kui traditsioonilised elektromehaanilised tüübid.
SSR-id ei sõltu sisselülitamiseks välisest toiteallikast, vaid eraldavad toite koormusest endast.
Need töötavad ebaolulist voolu kasutades ja seetõttu ei tühjenda akuga töötavate süsteemide akut. See tagab ka seadme tühise tühikäigu.

SSR-i põhikontseptsioon, kasutades MOSFET-e

Ühes oma varasemas postituses selgitasin, kuidas MOSFET põhineb kahesuunaline lüliti saab kasutada mis tahes soovitud elektrikoormuse käitamiseks, nagu ka tavalist mehaaniline lüliti , kuid erakordsete eelistega.

Ideaalse SSR-seadme valmistamiseks võiks rakendada sama MOSFET kahesuunalise lüliti kontseptsiooni.

Triaci põhise SSR-i kohta vaadake palun selle postituse juurde

SSR-i põhiline disain

Eespool näidatud SSR-i põhiprojektis näeme paari sobiva reitinguga MOSFET-i T1 ja T2, mis on ühendatud üksteisega ühiselt ühendatud lähte- ja väravaterminalidega.

D1 ja D2 on vastavate MOSFETide sisemised kehadioodid, mida võib vajadusel tugevdada väliste paralleeldioodidega.

Sisend-alalisvoolu toiteallikat võib näha ka kinnitatud üle kahe MOSFET-i ühise värava / allika klemmide. Seda toiteallikat kasutatakse MOSFET-ide sisselülitamiseks või MOSFET-ide alalise sisselülitamise lubamiseks, kui SSR-seade töötab.

“madalpääsfiltrite rakendamine ”

Vahelduvvoolu toiteallikas, mis võib olla kuni võrgu tasemeni, ja koormus on järjestikku ühendatud MOSFETide kahe kanalisatsiooni kaudu.

“vända taskulamp, kuidas see töötab ”

Kuidas see töötab

Kavandatud müüdud olekurelee tööd saab mõista järgmisele skeemile ja vastavatele üksikasjadele viidates:

Ülaltoodud seadistuste korral on ühendatud sisendvärava toiteallika tõttu nii T1 kui ka T2 sisselülitatud asendis. Kui koormusepoolse vahelduvvoolu sisend on sisse lülitatud, näitab vasakpoolne diagramm, kuidas positiivne pooltsükkel toimib läbi asjakohase MOSFET / dioodipaari (T1, D2) ja parempoolne diagramm näitab, kuidas negatiivne vahelduvvoolutsükkel toimib läbi teise täiendava MOSFETi / dioodpaar (T2, D1).

Vasakult skeemilt leiame, et üks vahelduvvoolu pooltsüklitest läbib T1 ja D2 (T2 on vastupidine kallutatud) ja lõpetab tsükli lõpuks koormuse kaudu.

Parempoolne skeem näitab, kuidas teine pooltsükkel lõpetab ahela vastassuunas, juhtides läbi koormuse T2, D1 (T1 on sel juhul vastupidine).

Sel moel võimaldavad kaks MOSFET-i T1, T2 koos vastavate kehadioodidega D1, D2 läbi viia vahelduvvoolu mõlemad pooltsüklid, toites vahelduvvoolu koormust ja täites tõhusalt SSR-rolli.

Praktilise SSR-vooluringi tegemine

Siiani oleme õppinud SSR-i teoreetilise ülesehituse, nüüd liigume edasi ja vaatame, kuidas saaks luua praktilise tahkisreleemooduli soovitud suure võimsusega vahelduvvoolu koormuse lülitamiseks ilma välise sisend-alalisvooluta.

Ülaltoodud SSR-ahel on konfigureeritud täpselt samamoodi, nagu arutati varasemas põhiprojektis. Siit leiame aga kaks täiendavat dioodi D1 ja D2 koos MOSFETi kehadioodidega D3, D4.

Dioodid D1, D2 viiakse sisse kindlal eesmärgil, nii et see moodustab silla alaldi koos kehadioodidega D3, D4 MOSFET.

Pisikest ON-lülitit saab kasutada SSR-i sisse- ja väljalülitamiseks. See lüliti võib olla pilliroo lüliti või mis tahes nõrkvoolulüliti.

Kiireks ümberlülitamiseks võite lüliti asendada a-ga opto-sidur nagu allpool näidatud.

Sisuliselt vastab vooluring nüüd kolmele nõudele.

See toidab vahelduvvoolu koormust MOSFETi / dioodi SSR-i konfiguratsiooni kaudu.
D1 --- D4 abil moodustatud sillalaldi teisendab koormuse vahelduvvoolu sisendi alaldatud ja filtreeritud alalisvooluks ning seda alalisvoolu kasutatakse MOSFET-i väravate kallutamiseks. See võimaldab MOSFETidel korralikult sisse lülitada koormuse vahelduvvoolu enda kaudu, sõltumata välisest alalisvoolust.
Alaldatud alalisvool lõpetatakse täiendava alalisvoolu väljundina, mida saab kasutada mis tahes sobiva välise koormuse toitmiseks.

Vooluringi probleem

Ülaltoodud disaini lähemal vaatlemisel võib järeldada, et sellel SSR-i disainil võib olla probleeme kavandatud funktsiooni tõhusal rakendamisel. Seda seetõttu, et hetkel, kui alalisvoolu lülitus jõuab MOSFETi väravasse, hakkab see sisse lülituma, põhjustades voolu möödumist äravoolu / allika kaudu, tühjendades värava / allika pinge.

Vaatleme MOSFET T1. Niipea kui alandatud alalisvool hakkab jõudma T1 väravasse, hakkab see umbes 4 V juurest paremale sisse lülitama, põhjustades toitevoolu möödavoolu selle äravoolu / allika klemmide kaudu. Sel hetkel näeb DC vaeva, et tõusta üle zener-dioodi ja hakata nulli poole langema.

See omakorda põhjustab MOSFET-i väljalülitamise ja MOSFET-i äravooluallika / MOSFET-värava / -allika vahel toimub pidev vananenud tüüpi võitlus või köievedu, mis takistab SSR-i õiget toimimist.

“mis vahe on alalisvoolul ja vahelduvvoolul? ”

Lahendus

Eeltoodud küsimuse saab lahendada järgmise vooluahela kontseptsiooni abil.

Selle eesmärk on tagada, et MOSFETid ei toimiks enne, kui optimaalne 15 V on välja töötatud üle zener-dioodi või üle MOSFET-i värava / allika

Operatsioonivõimendi tagab, et selle väljund töötab ainult siis, kui alalisvooluliin ületab 15 V zenerdioodi võrdlusläve, mis võimaldab MOSFETi väravatel saada juhtimiseks optimaalse 15 V alalisvoolu.

IC 741 pin3-ga seotud punase joone saab välisest allikast vajalikuks ümberlülitamiseks lülitada läbi opto-siduri.

Kuidas see töötab : Nagu näeme, on opvõimendi inverteeriv sisend seotud 15V zeneriga, mis moodustab opvõimendi pin2 võrdlustaseme. Pin3, mis on opvõimendi mitteinverteeriv sisend, on ühendatud positiivse joonega. See konfiguratsioon tagab, et op-võimendi väljundnõel 6 toodab 15 V toiteallikat ainult siis, kui selle pin3 pinge jõuab üle 15 V märgi. Toiming tagab, et MOSFET-id toimivad ainult kehtiva 15 V optilise väravapinge kaudu, võimaldades SSR-i korralikult töötada.