โซลิดสเตตรีเลย์: คำแนะนำการประกอบและเคล็ดลับการเชื่อมต่อ

โซลิดสเตตรีเลย์ (TTR) เป็นอุปกรณ์จากชุดของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่มีกลไก การขาดกลไกเปิดโอกาสให้คนรักอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มมากขึ้นเพื่อถ่ายทอดสถานะของแข็งด้วยมือของพวกเขาสำหรับการใช้งานส่วนตัว

พิจารณาความเป็นไปได้นี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม

การออกแบบและหลักการทำงานของ TTR

หากส่วนใหญ่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าวประกอบด้วยส่วนที่เคลื่อนไหวของกลุ่มที่ติดต่อรีเลย์แบบโซลิดสเตตจะไม่มีส่วนดังกล่าวเลย การสลับวงจรกับวงจรอุปกรณ์จะดำเนินการตามหลักการของคีย์อิเล็กทรอนิกส์ และบทบาทของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์มักจะเล่นโดยเซมิคอนดักเตอร์ที่สร้างขึ้นในร่างกายของรีเลย์ - ทรานซิสเตอร์พลังงาน, triacs, ไทริสเตอร์

ก่อนที่คุณจะพยายามทำให้โซลิดสเตตเป็นของตัวเองคุณควรทำความคุ้นเคยกับการออกแบบพื้นฐานของอุปกรณ์ดังกล่าวเพื่อทำความเข้าใจหลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านั้น

โซลิดสเตตรีเลย์ของการกำหนดค่าต่างๆนั้นผลิตขึ้นโดยอุตสาหกรรมออกแบบมาสำหรับเงื่อนไขการใช้งานที่หลากหลายที่สุด มีการดัดแปลงมากมายให้เลือก

ในกรอบของการศึกษาอย่างแน่นหนาของอุปกรณ์มันเป็นสิ่งจำเป็นทันทีเพื่อเน้นข้อดีของ TTR:

• การสลับภาระสูง
• ความเร็วในการเปลี่ยนสูง
• การแยกกัลวานิกที่สมบูรณ์แบบ
• ความสามารถในการถือเกินพิกัดสั้น ๆ

ในบรรดาโครงสร้างทางกลมันเป็นไปไม่ได้ที่จะหารีเลย์ด้วยพารามิเตอร์ที่คล้ายกัน โดยทั่วไปข้อดีของรีเลย์สถานะของแข็งจะแสดงโดยรายการที่น่าประทับใจ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สองตัวที่ทำหน้าที่เปลี่ยนวงจร: ด้านซ้ายทำจากพื้นฐานของการออกแบบแบบโซลิดสเตตด้านขวาเป็นระบบสวิตช์ทางกลแบบดั้งเดิม

เงื่อนไขการใช้งานสำหรับ TTR ในทางปฏิบัติไม่ได้ จำกัด การใช้อุปกรณ์เหล่านี้ นอกจากนี้การไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้จะส่งผลดีต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ดังนั้นจึงมีเหตุผลทุกอย่างที่ต้องจัดการกับโซลิดสเตตรีเลย์ - เพื่อประกอบอุปกรณ์ด้วยมือของคุณเอง

อย่างไรก็ตามในความเป็นธรรมพร้อมกับด้านบวกควรสังเกตคุณสมบัติของรีเลย์ที่มีลักษณะเป็นข้อบกพร่อง ดังนั้นสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพตามกฎแล้วจำเป็นต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติมของโครงสร้างซึ่งออกแบบมาเพื่อระบายความร้อน

ในกรณีของการสลับโหลดที่ทรงพลังรีเลย์แบบโซลิดสเตตจะถูกเสริมด้วยเครื่องทำความเย็นที่ทรงพลัง จุดนี้ทำให้การใช้ TTR ยุ่งยาก

หม้อน้ำระบายความร้อนแบบโซลิดสเตตมีขนาดโดยรวมใหญ่กว่าขนาดของ TTR หลายเท่าซึ่งช่วยลดความสะดวกสบายและความสมเหตุสมผลของการติดตั้ง

อุปกรณ์ TTR ในระหว่างการใช้งาน (ในสถานะปิด) ให้กระแสไฟรั่วย้อนกลับและแสดงลักษณะแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เป็นเชิงเส้น ไม่สามารถใช้รีเลย์สถานะของแข็งทั้งหมดได้โดยไม่มีข้อ จำกัด ในลักษณะของแรงดันไฟฟ้าที่สวิตช์

ออกแบบมาเพื่อใช้เฉพาะในวงจรที่จ่ายพลังงานโดยกระแสตรง โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์เหล่านี้มีความโดดเด่นด้วยขนาดเล็กและใช้พลังงานต่ำ

อุปกรณ์บางประเภทได้รับการออกแบบมาเพื่อสลับเฉพาะกระแสตรง การแนะนำโซลิดสเตตรีเลย์ในวงจรมักจะต้องใช้มาตรการเพิ่มเติมเพื่อป้องกันการเตือนที่ผิดพลาด

โซลิดสเตตรีเลย์สามารถพบได้ทั่วไป แผงไฟฟ้าของอพาร์ทเมนท์.

โซลิดสเตตรีเลย์ทำงานอย่างไร

สัญญาณควบคุม (โดยปกติจะเป็นแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำเล็ดลอดออกมาตัวอย่างเช่นจากชุดควบคุม) จะจ่ายให้กับ LED ของคู่ optoelectronic ที่มีอยู่ในวงจร TTR LED เริ่มเปล่งแสงไปยังโฟโตไดโอดซึ่งจะเปิดขึ้นและจะเริ่มผ่านกระแส

รูปแบบ TTR ทั่วไปแสดงให้เห็นชัดเจนว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานอย่างไร: 1 - แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าควบคุม 2 - optocoupler ภายในตัวเรือนรีเลย์ 3 - โหลดแหล่งกระแส 4 - โหลด

กระแสที่ไหลผ่านโฟโตไดโอดมาที่ขั้วไฟฟ้าควบคุมของทรานซิสเตอร์สำคัญหรือไทริสเตอร์ กุญแจเปิดขึ้นและปิดวงจรโหลด

นี่คือการทำงานของฟังก์ชั่นสลับอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิคส์ทั้งหมดจะถูกปิดล้อมแบบดั้งเดิมในตู้เสาหิน ที่จริงแล้วอุปกรณ์ถูกเรียกว่าโซลิดสเตตรีเลย์

และวิธีการเชื่อมต่อโซลิดสเตตรีเลย์สามารถพบได้ใน สิ่งนี้.

โซลิดสเตตสวิตช์

ช่วงที่มีอยู่ทั้งหมดของอุปกรณ์สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มตามเงื่อนไขตามหมวดหมู่ของโหลดที่เชื่อมต่อคุณสมบัติของการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและการสลับ

ดังนั้นจะมีการรวมกลุ่มสามกลุ่ม:

1. อุปกรณ์ที่ทำงานในวงจร DC
2. อุปกรณ์ที่ทำงานในวงจร AC
3. การออกแบบสากล

กลุ่มแรกจะแสดงโดยอุปกรณ์ที่มีพารามิเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าควบคุมการทำงานของ 3 - 32 โวลต์ นี่คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่มี LED แสดงสถานะสามารถทำงานได้โดยไม่หยุดที่อุณหภูมิ -35 / +75 ºС

การออกแบบที่แพร่หลายของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าเฟสเดียว พบตัวเลือกการออกแบบอื่น ๆ แต่ไม่ค่อยบ่อยนัก

กลุ่มที่สอง - อุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งในเครือข่าย AC นี่คือการออกแบบของ TTR สำหรับการติดตั้งในเครือข่าย AC ควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้า 24 - 250 โวลต์ มีอุปกรณ์ที่สามารถสับเปลี่ยนกำลังไฟสูงได้

กลุ่มที่สามคืออุปกรณ์สากล วงจรของอุปกรณ์ประเภทนี้รองรับการปรับจูนด้วยตนเองเพื่อใช้ในเงื่อนไขบางประการ

หากเราคำนึงถึงลักษณะของโหลดที่เชื่อมต่อเราควรแยกความแตกต่างของโซลิดสเตต AC รีเลย์สองชนิด: เฟสเดียวและสามเฟส ทั้งสองประเภทได้รับการออกแบบสำหรับการสลับโหลดที่ทรงพลังอย่างเพียงพอที่กระแส 10 - 75 Aในกรณีนี้ค่ากระแสสูงสุดระยะสั้นสูงสุดจะสูงถึง 500 A

เวอร์ชันที่แพร่หลายสำหรับใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าสามเฟส มักจะใช้เป็นตัวควบคุมเชิงเส้นของเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ (TEN)

วงจรเหนี่ยวนำความต้านทานความต้านทานสามารถทำหน้าที่เป็นโหลดสวิตช์โดยโซลิดสเตตรีเลย์ การออกแบบสวิตช์ช่วยให้คุณควบคุมได้อย่างราบรื่นตัวอย่างเช่นองค์ประกอบความร้อนหลอดไส้มอเตอร์ไฟฟ้าที่ไม่มีสัญญาณรบกวนที่ไม่จำเป็น

ความน่าเชื่อถือสูงพอสมควร แต่ในหลาย ๆ ด้านความเสถียรและความทนทานของรีเลย์โซลิดสเตตนั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของการผลิต ดังนั้นอุปกรณ์ที่ผลิตภายใต้เครื่องหมายการค้า Impuls มักจะถูกทำเครื่องหมายด้วยอายุการใช้งานสั้น

ในทางกลับกันผลิตภัณฑ์ของ Schneider Electric ก็ไม่มีที่ว่างให้วิจารณ์

วิธีทำ TTR ด้วยมือของคุณเอง?

เมื่อพิจารณาถึงคุณสมบัติการออกแบบของอุปกรณ์ (เสาเดียว) วงจรไม่ได้ประกอบบนกระดานข้อความซึ่งเป็นธรรมเนียม แต่ในการติดตั้งแบบติดผนัง

นี่คือลักษณะการออกแบบรีเลย์สถานะของแข็งที่ทำเอง การทำสิ่งนี้เป็นเรื่องง่าย จำเป็นต้องใช้ทักษะพื้นฐานของวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์และช่างไฟฟ้าเท่านั้น ต้นทุนวัสดุมีขนาดเล็ก

มีโซลูชั่นวงจรจำนวนมากในทิศทางนี้ ตัวเลือกเฉพาะขึ้นอยู่กับกำลังสวิตชิ่งที่จำเป็นและพารามิเตอร์อื่น ๆ

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการประกอบวงจร

รายการองค์ประกอบของวงจรง่าย ๆ สำหรับการพัฒนาเชิงปฏิบัติและการสร้างรีเลย์โซลิดสเตตด้วยมือของคุณเองมีดังนี้:

1. ออปโตคัปเปลอร์ประเภท MOS3083
2. ประเภท Triac VT139-800
3. ชุดทรานซิสเตอร์ KT209
4. ตัวต้านทาน, ไดโอดซีเนอร์, LED

ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเหล่านี้ถูกบัดกรีด้วยการติดตั้งที่พื้นผิวตามแผนภาพต่อไปนี้:

แผนผังแผนภาพของรีเลย์โซลิดสเตตกำลังต่ำสำหรับการประกอบ DIY ชิ้นส่วนจำนวนน้อยและการติดตั้งบานพับแบบง่ายช่วยให้สามารถบัดกรีวงจรได้อย่างง่ายดาย

เนื่องจากการใช้งานของ optocoupler MOS3083 ในวงจรการสร้างสัญญาณควบคุมแรงดันไฟฟ้าอินพุตอาจแตกต่างกันจาก 5 ถึง 24 โวลต์

และเนื่องจากโซ่ซึ่งประกอบด้วยไดโอดซีเนอร์และตัวต้านทาน จำกัด กระแสไฟ LED ที่ผ่านการควบคุม LED จะลดลงเหลือน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ วิธีนี้ให้อายุการใช้งานที่ยาวนานของ LED ควบคุม

ตรวจสอบวงจรที่ประกอบขึ้นเพื่อตรวจสอบการทำงาน

ต้องตรวจสอบวงจรที่ประกอบขึ้นเพื่อให้สามารถใช้งานได้ ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าโหลด 220 โวลต์กับวงจรสวิตชิ่งผ่าน triac มันเพียงพอที่จะเชื่อมต่ออุปกรณ์วัด - เครื่องทดสอบขนานกับสายสวิตชิ่งของ triac

การตรวจสอบประสิทธิภาพของโซลิดสเตตรีเลย์โดยใช้อุปกรณ์วัด หากแรงดันไฟฟ้าควบคุมถูกนำไปใช้กับอินพุตของอุปกรณ์จะต้องเปิดการเปลี่ยน triac

โหมดการวัดของผู้ทดสอบจะต้องตั้งค่าเป็น "mOhm" และใช้พลังงาน (5-24V) กับวงจรสร้างแรงดันไฟฟ้าควบคุม หากทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้องผู้ทดสอบควรแสดงความต้านทานที่แตกต่างจาก "mOhm" ถึง "kOhm"

ที่อยู่อาศัยเสาหิน

จะต้องใช้แผ่นอลูมิเนียมหนา 3-5 มม. ใต้ฐานของเคสโซลิดสเตตในอนาคต ขนาดของแผ่นไม่สำคัญ แต่ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขสำหรับการกำจัดความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพจาก triac เมื่อองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์นี้ถูกทำให้ร้อน

กรอบสำหรับการเทเคสของอุปกรณ์ในอนาคต ทำจากแถบกระดาษแข็งหรือวัสดุอื่นที่เหมาะสม มันถูกติดตั้งบนพื้นผิวอลูมิเนียมด้วยกาวสากล

พื้นผิวของแผ่นอลูมิเนียมควรเรียบ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องดำเนินการทั้งสองด้าน - เพื่อขัดด้วยกระดาษทรายขัดคุณภาพดี

ในขั้นตอนต่อไปแผ่นที่เตรียมจะถูกติดตั้งด้วย "แบบหล่อ" - เส้นขอบที่ทำจากกระดาษแข็งหรือพลาสติกติดกาวรอบปริมณฑล ควรเป็นกล่องชนิดหนึ่งซึ่งต่อมาจะถูกเติมด้วยอีพอกซี

วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของโซลิดสเตตรีเลย์ที่ประกอบขึ้นด้วย "canopy" ถูกวางไว้ภายในกล่องที่สร้างขึ้น มีเพียง Triac วางอยู่บนพื้นผิวของแผ่นอลูมิเนียม

การติดตั้ง triac บนวัสดุอะลูมิเนียม เงื่อนไขหลักคือต้องกดชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นี้อย่างแน่นหนากับฐานโลหะ นี่เป็นวิธีเดียวที่จะรับประกันการกระจายความร้อนคุณภาพสูงและการทำงานที่เชื่อถือได้

ห้ามให้ชิ้นส่วนหรือตัวนำวงจรอื่น ๆ สัมผัสกับพื้นผิวอลูมิเนียม Triac ถูกนำไปใช้กับอลูมิเนียมโดยส่วนหนึ่งของร่างกายซึ่งถูกออกแบบมาสำหรับการติดตั้งบนหม้อน้ำ

คุณควรใช้แผ่นความร้อนนำพาความร้อนในบริเวณหน้าสัมผัสของร่างกาย triac และวัสดุพิมพ์อะลูมิเนียม Triac บางยี่ห้อที่มีขั้วบวกที่ไม่มีฉนวนจะต้องวางผ่านแผ่นไมกา

ตัวเลือกของการติดตั้ง triac กับวัสดุพิมพ์โดยใช้หมุด ที่ด้านหลังหมุดย้ำแบนราบกับพื้นผิวของวัสดุพิมพ์

Triac จะต้องกดลงไปที่ฐานอย่างแน่นหนาด้วยน้ำหนักบางประเภทและเติมด้วยกาวอีพ็อกซี่รอบ ๆ ปริมณฑลหรือยึดด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งโดยไม่รบกวนพื้นผิวด้านหลังของวัสดุพิมพ์ (เช่นหมุดย้ำ)

การเตรียมสารประกอบและการเติมของร่างกาย

สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่แข็งของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะต้องมีการผสมแบบผสม องค์ประกอบของสารผสมขึ้นอยู่กับสององค์ประกอบ:

1. อีพอกซีเรซินที่ไม่มีสารทำให้แข็ง
2. ผงเศวตศิลา

ต้องขอบคุณการเติม alabaster ทำให้อาจารย์สามารถแก้ไขปัญหาได้สองข้อในคราวเดียว - เขาได้รับปริมาณสารฟิลเลอร์ที่ครบถ้วนสมบูรณ์ในการใช้อีพอกซีเรซินและสร้างความมั่นคงที่เหมาะสมที่สุด

ส่วนผสมต้องผสมให้เข้ากันหลังจากนั้นคุณสามารถเพิ่มตัวชุบแข็งและผสมให้ละเอียดอีกครั้ง ถัดไปให้ทำการติดตั้ง“ ติดผนัง” อย่างระมัดระวังภายในกล่องกระดาษแข็งด้วยสารประกอบที่สร้างขึ้น

นี่เป็นตัวอย่างของการถ่ายทอดโซลิดสเตตที่เสร็จสิ้นโดยตัวคุณเอง ค่อนข้างแปลกและไม่ค่อยเรียบร้อย แต่น่าเชื่อถือพอสมควร

การเติมจะทำที่ระดับบนสุดเหลือเพียงส่วนหนึ่งของหัว LED ควบคุมบนพื้นผิว เริ่มแรกพื้นผิวของสารประกอบอาจดูไม่เรียบอย่างสมบูรณ์ แต่หลังจากนั้นสักครู่ภาพจะเปลี่ยน เหลือเพียงการรอให้ตัวละครแข็งตัวอย่างสมบูรณ์

ในความเป็นจริงคุณสามารถใช้โซลูชันการหล่อที่เหมาะสม เกณฑ์หลักคือองค์ประกอบการหล่อไม่ควรนำไฟฟ้ารวมทั้งความแกร่งของการหล่อที่ดีควรเกิดขึ้นหลังจากการหล่อแข็ง กรณีที่เป็นแม่พิมพ์ของโซลิดสเตตรีเลย์เป็นการป้องกันวงจรอิเล็กทรอนิกส์จากความเสียหายทางกายภาพโดยไม่ได้ตั้งใจ

ข้อสรุปและวิดีโอที่มีประโยชน์ในหัวข้อ

วิดีโอนี้แสดงวิธีการและส่วนประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถสร้างรีเลย์แบบโซลิดสเตตได้ ผู้เขียนพูดอย่างชัดเจนเกี่ยวกับรายละเอียดทั้งหมดของวิธีปฏิบัติในการผลิตที่เขาพบเป็นการส่วนตัวระหว่างการผลิตสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์:

วิดีโอเกี่ยวกับปัญหาที่คุณอาจประสบหลังจากได้รับ TTR เฟสเดียวจากผู้ขายจากประเทศจีน ระหว่างทางจะทำการทบทวนอุปกรณ์สลับอุปกรณ์:

การผลิตโซลิดสเตตรีเลย์ด้วยตนเองเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ แต่สำหรับผลิตภัณฑ์ภายใต้แรงดันไฟฟ้าต่ำใช้พลังงานค่อนข้างต่ำ

เป็นการยากที่จะสร้างอุปกรณ์ที่ทรงพลังและแรงดันสูงด้วยมือของคุณเอง และการดำเนินการทางการเงินนี้จะมีค่าใช้จ่ายเท่ากันกับสำเนาโรงงาน ดังนั้นหากจำเป็นจะซื้ออุปกรณ์อุตสาหกรรมสำเร็จรูปได้ง่ายกว่า

หากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการประกอบรีเลย์สถานะของแข็งกรุณาถามพวกเขาในช่องแสดงความคิดเห็นและเราจะพยายามให้คำตอบที่ชัดเจนมาก ที่นั่นคุณสามารถแบ่งปันประสบการณ์การถ่ายทอดการผลิตเองหรือให้ข้อมูลที่มีค่าในหัวข้อของบทความ