SSR vai cietvielu releji ir lieljaudas elektriskie slēdži, kas darbojas bez mehāniskiem kontaktiem, tā vietā tie izmanto cietvielu pusvadītājus, piemēram, MOSFET elektriskās slodzes pārslēgšanai.

SSR var izmantot lielu jaudas slodžu darbināšanai, izmantojot nelielu ieejas sprūda spriegumu ar nenozīmīgu strāvu.

Šīs ierīces var izmantot gan lielas jaudas maiņstrāvas slodzēm, gan Līdzstrāvas slodzes .

Cietvielu releji ir ļoti efektīvi, salīdzinot ar elektromehāniskie releji dažu atšķirīgu iezīmju dēļ.

SSR galvenās iezīmes un priekšrocības

Cietvielu releju galvenās iezīmes un priekšrocības vai SSR ir:

SSR var viegli izveidot, izmantojot minimālu skaitu parasto elektronisko detaļu
Viņi strādā bez jebkādas noklikšķināšanas skaņas, jo nav mehānisku kontaktu.
Cietvielu stāvoklis nozīmē arī to, ka SSR var pārslēgties daudz ātrāk nekā tradicionālie elektromehāniskie veidi.
SSR nav atkarīga no ārējās barošanas, lai ieslēgtu, drīzāk iegūst barošanu no pašas slodzes.
Viņi strādā, izmantojot nenozīmīgu strāvu, un tāpēc akumulatoru darbinošās sistēmās neiztukšo akumulatoru. Tas arī nodrošina nenozīmīgu ierīces tukšgaitas strāvu.

Pamata SSR darba koncepcija, izmantojot MOSFET

Vienā no maniem iepriekšējiem ierakstiem es paskaidroju, kā MOSFET pamatā divvirzienu slēdzis varētu izmantot jebkuras vēlamās elektriskās slodzes darbināšanai, tāpat kā standarta mehāniskais slēdzis , bet ar ārkārtas priekšrocībām.

Ideālas SSR ierīces izgatavošanai varētu izmantot to pašu MOSFET divvirzienu slēdžu koncepciju.

Lūdzu, skatiet SSR, pamatojoties uz Triac uz šo ziņu

Pamata SSR dizains

pamata cietvielu releja SSR dizaina koncepcija

Iepriekš parādītajā SSR pamata konstrukcijā mēs varam redzēt pāris atbilstoši novērtētus MOSFET T1 un T2, kas savienoti aizmugurē ar to avotu un vārtu spailēm, kas savienoti kopīgi viens ar otru.

D1 un D2 ir attiecīgo MOSFET iekšējās ķermeņa diodes, kuras vajadzības gadījumā var pastiprināt ar ārējām paralēlām diodēm.

Ieejas līdzstrāvas padevi var redzēt arī piestiprinātu divu MOSFET kopējo vārtu / avotu spailēs. Šo padevi izmanto, lai aktivizētu MOSFET ieslēgtu vai lai iespējotu pastāvīgu ieslēgšanu MOSFET, kamēr darbojas SSR vienība.

“viedā tīkla tehnoloģija un lietojumprogrammas ”

Maiņstrāvas padeve, kas varētu būt līdz tīkla līmenim, un slodze tiek sērijveidā savienota pa abām MOSFET notekcaurulēm.

Kā tas strādā

Piedāvātā pārdotā stāvokļa releja darbību var saprast, atsaucoties uz šo diagrammu un atbilstošo informāciju:

Izmantojot iepriekšminēto iestatījumu, pievienotās ieejas vārtu padeves dēļ T1 un T2 abi ir ieslēgtā stāvoklī. Kad slodzes puses maiņstrāvas ieeja ir ieslēgta, kreisajā diagrammā parādīts, kā pozitīvais puscikls notiek caur attiecīgo MOSFET / diode pāri (T1, D2), un labās puses diagrammā parādīts, kā negatīvais maiņstrāvas cikls notiek caur otru papildinošo MOSFET / diode pāris (T2, D1).

“kā izveidot led spuldzi ”

Kreisajā diagrammā mēs atrodam, ka viens no maiņstrāvas puscikliem iziet cauri T1 un D2 (T2 ir pretēja neobjektivitāte) un visbeidzot pabeidz ciklu caur slodzi.

Labās puses diagramma parāda, kā otra puse ciklu pabeidz ķēdi pretējā virzienā, vadot caur slodzi, T2, D1 (šajā gadījumā T1 tiek mainīts neobjektīvi).

Tādā veidā abi MOSFET T1, T2 kopā ar attiecīgajām ķermeņa diodēm D1, D2 ļauj darboties abiem maiņstrāvas pusperiodiem, lieliski darbinot maiņstrāvas slodzi un efektīvi pildot SSR lomu.

Praktiskas SSR ķēdes izveidošana

Līdz šim mēs esam iemācījušies SSR teorētisko dizainu, tagad ejam uz priekšu un redzēsim, kā varētu uzbūvēt praktisku cietvielu releja moduli vēlamās lieljaudas maiņstrāvas slodzes pārslēgšanai bez ārējas ieejas līdzstrāvas.

Iepriekš minētā SSR shēma ir konfigurēta tieši tādā pašā veidā, kā tika apspriests iepriekšējā pamata projektā. Tomēr šeit mēs atrodam divas papildu diodes D1 un D2 kopā ar MOSFET ķermeņa diodēm D3, D4.

Diodes D1, D2 tiek ieviestas konkrētam mērķim tā, lai tās kopā ar D3, D4 MOSFET ķermeņa diodēm izveidotu tilta taisngriezi.

Nelielo ieslēgšanas slēdzi var izmantot, lai ieslēgtu / izslēgtu SSR. Šis slēdzis var būt niedru slēdzis vai jebkurš vājas strāvas slēdzis.

Ātrgaitas pārslēgšanai varat nomainīt slēdzi ar a opto-coupler kā parādīts zemāk.

Būtībā ķēde tagad atbilst 3 prasībām.

Tas nodrošina maiņstrāvas slodzi, izmantojot MOSFET / Diode SSR konfigurāciju.
Tilta taisngriezis, ko veido D1 --- D4, vienlaikus pārveido slodzes maiņstrāvas ievadi par rektificētu un filtrētu līdzstrāvu, un šo līdzstrāvu izmanto MOSFET vārtu slīpēšanai. Tas ļauj MOSFET atbilstoši ieslēgt caur pašu slodzes maiņstrāvu, neatkarīgi no ārējās līdzstrāvas.
Rektificētā līdzstrāva tiek izbeigta kā papildu līdzstrāvas izeja, ko var izmantot jebkuras piemērotas ārējās slodzes darbināšanai.

Ķēdes problēma

Rūpīgāk aplūkojot iepriekš minēto dizainu, var secināt, ka šim SSR dizainam varētu būt problēmas ar efektīvu iecerētās funkcijas ieviešanu. Tas ir tāpēc, ka brīdī, kad komutācijas līdzstrāva nonāk pie MOSFET vārtiem, tā sāks ieslēgties, izraisot strāvas apeju caur drenāžu / avotu, iztukšojot vārtu / avota spriegumu.

Apsvērsim MOSFET T1. Tiklīdz iztaisnotais līdzstrāvas savienojums sāk sasniegt T1 vārtus, tas sāks ieslēgties pa labi no aptuveni 4 V uz priekšu, izraisot apgādes efektu, izmantojot tā iztukšošanas / avota spailes. Šajā brīdī DC cīnīsies, lai paceltos pāri zenera diodei un sāktu krist uz nulli.

Tas savukārt izraisīs MOSFET izslēgšanos, un starp MOSFET kanalizāciju / avotu un MOSFET vārtiem / avotu notiks nepārtraukta novecojuša cīņa vai virves vilkšana, kas novērsīs SSR pareizu darbību.

Atrisinājums

Iepriekš minētā jautājuma risinājumu varētu panākt, izmantojot šādu ķēdes koncepcijas piemēru.

Mērķis šeit ir pārliecināties, ka MOSFET nedarbojas, kamēr optimālais 15 V nav izveidots pāri zenera diodei vai pāri MOSFET vārtiem / avotam

“kas ir mezgls datoros ”

Op amp nodrošina, ka tā izeja tiek aktivizēta tikai tad, kad līdzstrāvas līnija šķērso 15 V zenera diode atskaites slieksni, kas ļauj MOSFET vārtiem iegūt optimālu 15 V DC vadīšanai.

Sarkano līniju, kas saistīta ar IC 741 pin3, var pārslēgt caur opto savienotāju vajadzīgajai pārslēgšanai no ārēja avota.

Kā tas strādā : Kā redzam, op amp invertējošā ieeja ir piesaistīta 15V zeneram, kas veido atskaites līmeni op amp pin2. Pin3, kas ir op-ampera neinvertējošais ievads, ir savienots ar pozitīvo līniju. Šī konfigurācija nodrošina, ka op pastiprinātāja izejas pin6 ražo 15 V barošanu tikai tad, kad tā pin3 spriegums sasniedz virs 15 V atzīmi. Darbība nodrošina, ka MOSFET darbojas tikai caur derīgu 15 V optimālu vārtu spriegumu, kas ļauj pareizi darboties SSR.