220 V cietvielu releju (SSR) ķēde, izmantojot Triac un OptoCoupler

Maiņstrāvas tīkla cietvielu relejs vai SSR ir ierīce, ko izmanto lielu maiņstrāvas slodžu pārslēgšanai tīkla līmenī, izmantojot izolētus minimālās līdzstrāvas sprieguma palaidējus, neiekļaujot mehāniskus kustīgus kontaktus.

Šajā amatā mēs uzzinām, kā izveidot vienkāršu cietvielu releju vai SSR ķēdi, izmantojot Triac, BJTs, nulles šķērsošanas opto savienotāju.

Cietvielu SSR priekšrocība salīdzinājumā ar mehāniskajiem relejiem

Mehāniskie releju veidi var būt diezgan neefektīvi lietojumos, kuriem nepieciešama ļoti vienmērīga, ļoti ātra un tīra komutācija.

Piedāvāto SSR shēmu var uzbūvēt mājās un izmantot vietās, kur nepieciešama patiesi sarežģīta kravas apstrāde.

Cietvielu releja ķēde ar iebūvētu nulles šķērsošanas detektoru ir aprakstīta šajā rakstā.

Ķēde ir ļoti viegli saprotama un izveidojama, taču nodrošina noderīgas funkcijas, piemēram, tīru komutāciju, bez RF traucējumiem un spēj izturēt slodzi līdz 500 vatiem. Mēs esam daudz iemācījušies par relejiem un to darbību.

Mēs zinām, ka šīs ierīces tiek izmantotas lielu elektrisko slodžu pārslēgšanai, izmantojot ārēju izolētu kontaktu pāri, reaģējot uz nelielu elektrisko impulsu, kas saņemts no elektroniskās ķēdes izejas.

Parasti sprūda ieeja atrodas releja spoles sprieguma tuvumā, kas var būt 6, 12 vai 24 V DC, savukārt slodze un strāva, ko pārslēdz releja kontakti, pārsvarā ir maiņstrāvas tīkla potenciāla līmenī.

Releji būtībā ir noderīgi, jo tie spēj pārslēgt smagus, kas savienoti ar kontaktiem, bīstamos potenciālus nesaskarot ar neaizsargāto elektronisko shēmu, caur kuru tā tiek pārslēgta.

Tomēr priekšrocības pavada daži kritiski trūkumi, kurus nevar ignorēt. Tā kā kontakti ir saistīti ar mehāniskām darbībām, dažreiz tie ir diezgan nepiemēroti sarežģītām ķēdēm, kurām nepieciešama ļoti precīza, ātra un efektīva pārslēgšana.

Mehāniskajiem relejiem ir arī slikta reputācija, radot RF traucējumus un troksni komutācijas laikā, kā rezultātā laika gaitā tā kontakti pasliktinās.

Lūdzu, izmantojiet SSR uz MOSFET bāzes atsaukties uz šo ziņu

SCR ot Triac izmantošana SSR izgatavošanai

Tiek uzskatīts, ka triaki un SCR ir labi aizstājēji vietās, kur iepriekš minētie releji izrādās neefektīvi, tomēr arī tie var būt saistīti ar RF traucējumu ģenerēšanas darbībām.

Arī SCR un Triacs, integrējot tos tieši elektroniskajās ķēdēs, ķēdes iezemējuma līnija ir jāpievieno katodam, kas nozīmē, ka ķēdes daļa tagad vairs nav izolēta no ierīces letālajiem maiņstrāvas spriegumiem - nopietns trūkums attiecībā uz ierīces lietotājs ir noraizējies.

Tomēr triac var ļoti efektīvi ieviest, ja tiek pilnībā novērsti iepriekš apspriestie pāris trūkumi. Tāpēc divas lietas, kas jānoņem ar triakiem, lai tos efektīvi nomainītu relejiem, ir RF traucējumi, pārslēdzoties, un bīstamo tīklu iekļūšana ķēdē.

Cietvielu stāvokļa releji ir izstrādāti tieši saskaņā ar iepriekšminētajām specifikācijām, kas novērš RF secinājumus un arī abus posmus pilnībā atstāj no citiem.

Komerciālie SSR var būt ļoti dārgi un nav izmantojami, ja kaut kas noiet greizi. Tomēr “cietā stāvokļa releja” izgatavošana tikai jums un tā izmantošana vajadzīgajai lietošanai var būt tieši tas, ko “ārsts bija pasūtījis”. Tā kā to var uzbūvēt, izmantojot atsevišķus elektroniskos komponentus, tas ir pilnībā labojams, modificējams un turklāt sniedz jums skaidru priekšstatu par sistēmas iekšējām darbībām.

Šeit mēs pētīsim vienkārša cietvielu releja izgatavošanu.

Kā tas strādā

Kā jau tika apspriests iepriekšējā sadaļā, ierosinātajā SSR vai cietvielu releja ķēdes konstrukcijā RF traucējumus pārbauda, ​​liekot triac pārslēgties tikai ap maiņstrāvas sinusa fāzes nulles atzīmi, un opto savienotāja izmantošana nodrošina, ka ieeja tiek turēts tālu no maiņstrāvas tīkla potenciāla, kas atrodas triac ķēdē.

Mēģināsim saprast, kā darbojas ķēde:

Kā parādīts diagrammā, opto savienotājs kļūst par portālu starp sprūdu un komutācijas ķēdi. Ievades trigeris tiek iedarbināts uz opto gaismas diode, kas izgaismo un liek vadīt fototransistoru.
Spriegums no fototransistora šķērso kolektoru līdz izstarotājam un beidzot sasniedz triac vārtu, lai to darbinātu.

Iepriekš minētā darbība ir diezgan parasta un parasti ir saistīta ar visu triaku un SCR iedarbināšanu. Tomēr tas var nebūt pietiekami, lai padarītu RF troksni novērstu.

Sadaļa, kas sastāv no trim tranzistoriem un dažiem rezistoriem, ir īpaši ieviesta, lai pārbaudītu RF ģenerēšanu, nodrošinot, ka triac darbojas tikai AC sinusa viļņu nulles sliekšņu tuvumā.

Kad ķēdei tiek pievienots maiņstrāvas tīkls, pie opto tranzistora kolektora kļūst pieejams izlīdzināts līdzstrāvas spriegums, un tas vada, kā paskaidrots iepriekš, tomēr spriegums T1 pamatnei pievienoto rezistoru krustojumā ir tik noregulēts, ka tas vada uzreiz pēc tam, kad maiņstrāvas viļņu forma paaugstinās virs 7 voltu atzīmes. Tik ilgi viļņu forma paliek virs šī līmeņa un T1 ieslēdzas.

Tas pamato opto tranzistora kolektora spriegumu, kavējot triac vadīšanu, bet brīdī, kad spriegums sasniedz 7 voltus un tuvojas nullei, tranzistori pārstāj vadīt, ļaujot triakam pārslēgties.

Process tiek atkārtots negatīvā puscikla laikā, kad T2, T3 veic reakciju uz spriegumiem, kas pārsniedz mīnus 7 volti, atkal liekot jums pateikt, ka triac trieciens notiek tikai tad, kad fāzes potenciāls tuvojas nullei, efektīvi novēršot nulles krustošanās RF traucējumu indukciju.

Cietvielu SSR shēmas shēmas shēma

Piedāvāto cietvielu releju daļu saraksts

• R1 = 120 K,
• R2 = 680K,
• R3 = 1 K,
• R4 = 330 K,
• R5 = 1 M,
• R6 = 100 omi 1 W,
• C1 = 220 uF / 25 V,
• C2 = 474/400 V metalizēts poliesters
• C3 = 0,22 uF / 400 V PPC
• Z1 = 30 volti, 1 W,
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B,
• TR1 = BT 36,
• OP1 = MCT2E vai līdzīgi.

PCB izkārtojums

Izmantojot SCR Opto-Coupler 4N40

Šodien, parādoties moderniem opto savienotājiem, augstas kvalitātes cietvielu releju (SSR) izgatavošana ir kļuvusi patiešām vienkārša. 4N40 ir viena no šīm ierīcēm, kas izmanto foto SCR vajadzīgajai izolētajai maiņstrāvas slodzes iedarbināšanai.

Šo opto-savienotāju var vienkārši konfigurēt, lai izveidotu ļoti uzticamu un efektīvu SSR ķēdi. Šo ķēdi var izmantot 220 V slodzes iedarbināšanai, izmantojot rūpīgi izolētu 5 V loģisko vadību, kā parādīts zemāk:

Attēla pieklājība: Farnel