Az AC hálózati szilárdtest relé vagy SSR olyan eszköz, amelyet nehéz váltakozó áramú terhelések hálózati szinten történő kapcsolására használnak, izolált minimális egyenáramú feszültségindítókon keresztül, mechanikus mozgó érintkezők beépítése nélkül.

Ebben a bejegyzésben megtudhatjuk, hogyan lehet egy egyszerű szilárdtest relét vagy egy SSR áramkört létrehozni egy Triac, BJTs, egy nulla keresztezésű opto csatoló használatával.

A szilárdtest SSR előnye a mechanikus relékkel szemben

A mechanikus típusú relék elég hatástalanok lehetnek olyan alkalmazásokban, amelyek nagyon sima, nagyon gyors és tiszta kapcsolást igényelnek.

Az SSR javasolt áramköre otthon felépíthető, és olyan helyeken használható, amelyek valóban kifinomult teherkezelést igényelnek.

Szilárdtest relé áramkört beépített nulla keresztezési detektorral ír le ez a cikk.

Az áramkör nagyon könnyen érthető és felépíthető, ugyanakkor hasznos funkciókkal rendelkezik, mint például a tiszta kapcsolás, rádiófrekvenciás zavaroktól mentes, és képes kezelni az 500 wattos terheléseket is. Sokat tanultunk a relékről és működésükről.

Tudjuk, hogy ezeket az eszközöket nehéz elektromos terhelések kapcsolására használják külső, elkülönített érintkezőpáron keresztül, válaszul az elektronikus áramkör kimenetétől kapott kis elektromos impulzusra.

“hogyan működik a boost konverter ”

Normál esetben a kioldó bemenet a relétekercs feszültségének közelében helyezkedik el, amely 6, 12 vagy 24 V DC lehet, míg a relé érintkezőivel kapcsolt terhelés és áram többnyire az AC hálózati potenciál szintjén van.

A relék alapvetően azért hasznosak, mert képesek kapcsolataikkal erősen kapcsolni, anélkül, hogy a veszélyes potenciálokat érintkezésbe hozzák a sérülékeny elektronikus áramkörrel, amelyen keresztül kapcsolják.

Az előnyökhöz azonban néhány kritikus hátrány társul, amelyeket nem lehet figyelmen kívül hagyni. Mivel az érintkezők mechanikai műveletekkel járnak, néha meglehetősen alkalmatlanok a kifinomult áramkörökhöz, amelyekhez nagyon pontos, gyors és hatékony kapcsolás szükséges.

A mechanikus reléknek szintén rossz hírük van arról, hogy a kapcsolás során rádiófrekvenciás interferenciát és zajt generálnak, ami szintén a kontaktusok időbeli romlását eredményezi.

MOSFET alapú SSR esetén kérjük hivatkozni erre a bejegyzésre

Az SCR ot Triac használata SSR készítéséhez

A triakokat és az SCR-ket jó helyettesítőknek tartják azokon a helyeken, ahol a fenti relék hatástalannak bizonyulnak, azonban ezek működése során RF interferencia-generációs problémákat is felvethetnek.

Az elektronikus áramkörökhöz közvetlenül integrált SCR-ek és triakok is megkövetelik az áramkör földvezetékének a katóddal való összekapcsolását, ami azt jelenti, hogy az áramkörszakasz már nincs elszigetelve a készülék halálos váltakozó feszültségétől - ez komoly hátrány a készülék biztonsága szempontjából. felhasználó aggódik.

“alapvető elektronikai alkatrészek és funkcióik ”

A triac azonban nagyon hatékonyan megvalósítható, ha a fent tárgyalt pár hátrányt teljes mértékben megoldják. Ezért a két dolog, amelyet triacokkal el kell távolítani, ha a reléket hatékonyan ki akarják cserélni, az RF interferencia váltás közben, valamint a veszélyes hálózat áramkörbe jutása.

A szilárdtest relék pontosan a fenti specifikációk szerint vannak megtervezve, ami kiküszöböli az RF következtetéseket, és a két fokozatot teljesen távol tartja az exhektől.

A kereskedelmi SSR-k nagyon költségesek lehetnek, és nem működnek, ha bármi rosszra fordul. Bármelyik félvezető relét maga készítheti el és felhasználhatja a szükséges alkalmazáshoz, az az, amit az „orvos rendelt”. Mivel diszkrét elektronikus alkatrészek felhasználásával építhető fel, teljesen javíthatóvá, módosíthatóvá válik, ráadásul világos elképzelést nyújt Önnek a rendszer belső működésével kapcsolatban.

Itt egy egyszerű szilárdtest relé készítését fogjuk tanulmányozni.

Hogyan működik

Amint azt a fenti szakaszban kifejtettük, a javasolt SSR vagy szilárdtest relé áramkör kialakításakor az RF interferenciát úgy ellenőrizzük, hogy a triacot arra kényszerítjük, hogy csak az AC szinuszfázis nulla jelének körül váltson, és egy opto csatoló használata biztosítja a bemenet messze tartotta a triac áramkörben jelenlévő váltakozó áramú hálózati potenciáloktól.

Próbáljuk megérteni az áramkör működését:

Amint az a diagramon látható, az opto csatoló a kapuvá válik a kioldó és a kapcsoló áramkör között. A bemeneti ravaszt az opto LED-jére alkalmazzák, amely megvilágítja és vezeti a fototranzisztort.
A fototranzisztor feszültsége a kollektoron áthalad az emitterre, és végül eléri a triac kapuját, hogy működtesse azt.

A fenti művelet meglehetősen hétköznapi, és általában az összes triak és SCR kiváltásához társul. Ez azonban nem biztos, hogy elegendő az RF zaj megszüntetéséhez.

A három tranzisztort és néhány ellenállást tartalmazó szakaszt különösen az RF generálás ellenőrzése céljából vezetik be, biztosítva, hogy a triac csak az AC szinusz hullámformájának nulla küszöbértékének közelében vezessen.

Amikor váltakozó áramú hálózatot kapcsolnak az áramkörre, egy egyenirányított egyenáram válik elérhetővé az opto tranzisztor kollektoránál, és az a fentiekben leírtak szerint vezet, azonban a T1 aljzatához kapcsolt ellenállások kereszteződésénél a feszültséget úgy állítják be, hogy azonnal vezessen miután az AC hullámformája a 7 volt jel fölé emelkedik. A hullámforma ilyen sokáig marad, és a T1 bekapcsolva marad.

Ez megalapozza az opto tranzisztor kollektorfeszültségét, gátolva a triac vezetését, de abban a pillanatban, amikor a feszültség eléri a 7 V-ot, és a nullához közelít, a tranzisztorok leállnak a vezetéssel, lehetővé téve a triac kapcsolását.

A folyamat megismétlődik a negatív félciklus alatt, amikor a T2, T3 mínusz 7 volt feletti feszültségre reagálva ismét meggyőződve arról, hogy a triac csak akkor gyullad ki, amikor a fázispotenciál közelít a nullához, hatékonyan kiküszöbölve a nulla keresztező RF-interferenciák indukcióját.

A szilárdtest SSR áramkör kapcsolási rajza

Alkatrészlista a javasolt szilárdtest relé áramkörhöz

R1 = 120 K,
R2 = 680K,
R3 = 1 K,
R4 = 330 K,
R5 = 1 M,
R6 = 100 Ohm 1 W,
C1 = 220 uF / 25 V,
C2 = 474/400 V fémezett poliészter
C3 = 0,22 uF / 400 V PPC
Z1 = 30 volt, 1 W,
T1, T2 = BC547B,
T3 = BC557B,
TR1 = BT 36,
OP1 = MCT2E vagy hasonló.

NYÁK elrendezés

SCR Opto-Coupler 4N40 használata

Ma a modern opto-csatolók megjelenésével valóban könnyűvé vált a kiváló minőségű szilárdtest-relé (SSR) elkészítése. A 4N40 egyike ezeknek az eszközöknek, amelyek foto SCR-t használnak az AC terhelés szükséges izolált kiváltásához.

Ez az opto-csatoló egyszerűen konfigurálható egy rendkívül megbízható és hatékony SSR áramkör létrehozására. Ez az áramkör használható egy 220 V-os terhelés kiváltására egy alaposan izolált 5 V-os logikai vezérlésen keresztül, az alábbiak szerint: