Kendin yap katı hal rölesi: montaj talimatları ve bağlantı ipuçları

Katı hal rölesi (SSR), bir dizi mekanik olmayan elektronik bileşenden oluşan bir cihazdır.Mekaniğin yokluğu, elektronik meraklılarına kişisel kullanım için kendi elleriyle katı hal rölesi yapma konusunda daha fazla fırsat sunuyor.

Bu olasılığı daha ayrıntılı olarak ele alalım.

TTR'nin tasarımı ve çalışma prensibi

Bu tür elektroniklerin çoğu geleneksel olarak kontak gruplarının hareketli parçalarını içerirken, katı hal rölesinde bu tür parçalar hiç yoktur. Cihaz devresi tarafından devre anahtarlaması elektronik anahtar prensibine göre gerçekleştirilir. Ve elektronik anahtarların rolü genellikle rölenin gövdesine yerleştirilmiş yarı iletkenler - güç transistörleri, triyaklar, tristörler tarafından oynanır.

Katı hal rölesini kendiniz yapmaya çalışmadan önce, bu tür cihazların temel tasarımına aşina olmak ve bunların çalışma prensibini anlamak mantıklıdır.

Endüstriyel üretim, çeşitli pratik koşullar için tasarlanmış, çeşitli konfigürasyonlarda katı hal röleleri üretir. Değişikliklerin seçimi kapsamlıdır

Cihazın kapsamlı bir çalışmasının parçası olarak, TTP'nin avantajlı yönleri hemen vurgulanmalıdır:

• güçlü yükün değiştirilmesi;
• yüksek anahtarlama hızı;
• ideal galvanik izolasyon;
• kısa süreliğine yüksek aşırı yükleri tutabilme yeteneği.

Mekanik yapılar arasında benzer parametrelere sahip bir röle bulmak gerçekten mümkün değildir. Genel olarak katı hal rölelerinin mekanik muadillerine göre avantajları etkileyici bir listede ifade edilmektedir.

İşlevsel olarak devre anahtarlama sağlayan iki elektronik cihaz: solda katı hal tasarımına dayalıdır, sağda ise geleneksel bir mekanik anahtarlama sistemi bulunur

TSR'nin çalışma koşulları pratikte bu cihazların kullanımını sınırlamaz. Ayrıca hareketli mekanik parçaların bulunmaması, cihazların kullanım ömrü üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, katı hal rölesi üzerinde çalışmaya başlamanın - cihazı kendiniz monte etmenin - her türlü nedeni var.

Bununla birlikte, adil olmak gerekirse, olumlu yönlerin yanı sıra, rölenin dezavantaj olarak nitelendirilen özelliklerine de dikkat çekmekte fayda var. Bu nedenle, güçlü cihazların çalışması için kural olarak, ısıyı uzaklaştırmak için tasarlanmış ek bir tasarım bileşeni gereklidir.

Güçlü bir yükün değiştirilmesi durumunda katı hal röleleri neredeyse her zaman güçlü soğutma radyatörleriyle desteklenir. Bu nokta TTP kullanımını biraz karmaşıklaştırıyor

Katı hal röleleri için soğutma radyatörleri, katı hal rölelerinin boyutlarından birkaç kat daha büyük genel boyutlara sahiptir, bu da kurulumun rahatlığını ve rasyonelliğini azaltır.

TSR cihazları çalışma sırasında (kapalı durumda) ters kaçak akım verir ve doğrusal olmayan bir akım-gerilim karakteristiği gösterir. Tüm katı hal röleleri, anahtarlanan gerilimlerin özelliklerinde kısıtlama olmaksızın kullanılamaz.

Yalnızca doğru akımla çalışan devrelerde kullanım için tasarım. Tipik olarak, bu cihazlar küçük boyutları ve düşük anahtarlama güçleri ile ayırt edilir.

Bazı cihaz türleri yalnızca doğru akımı değiştirecek şekilde tasarlanmıştır. Katı hal rölelerinin bir devreye dahil edilmesi genellikle yanlış alarmları engellemeyi amaçlayan ek önlemler gerektirir.

Katı hal röleleri genellikle genel olarak bulunabilir apartmanın elektrik panosu.

Katı hal rölesi nasıl çalışır?

Kontrol sinyali (genellikle, örneğin bir kontrol kontrolöründen gelen düşük seviyeli bir voltaj), SSR devresinde bulunan optoelektronik çiftin LED'ine beslenir. LED, fotodiyota doğru ışık yaymaya başlar, fotodiyot da açılır ve akım geçirmeye başlar.

Bir elektronik cihazın nasıl çalıştığını açıkça gösteren genelleştirilmiş bir SSR şeması: 1 – kontrol voltajı kaynağı; 2 – röle muhafazasının içindeki optokuplör; 3 – akım kaynağını yükleyin; 4 - yük

Fotodiyottan geçen akım, anahtar transistörün veya tristörün kontrol elektroduna ulaşır. Anahtar yük devresini açar ve kapatır.

Cihazın anahtarlama fonksiyonu bu şekilde çalışmaktadır. Tüm elektronikler geleneksel olarak yekpare bir muhafaza içine yerleştirilmiştir. Aslında bu yüzden cihaza katı hal rölesi adı verildi.

Katı hal rölesinin nasıl bağlanacağını şurada okuyabilirsiniz. bu materyal.

Katı Hal Anahtarlarının Türleri

Mevcut tüm cihaz yelpazesi, bağlı yükün kategorisine, voltaj kontrolü ve anahtarlama özelliklerine göre gruplara ayrılabilir.

Böylece toplam üç grup oluşacaktır:

1. DC devrelerinde çalışan cihazlar.
2. Alternatif akım devrelerinde çalışan cihazlar.
3. Evrensel tasarımlar.

İlk grup, çalışma kontrol voltajı parametreleri 3 - 32 volt olan cihazlarla temsil edilir. Bunlar -35 / +75 ºС sıcaklıklarda kesintisiz çalışabilen, LED göstergesiyle donatılmış nispeten küçük boyutlu elektroniklerdir.

Tek fazlı bir elektrik ağında kullanım için yaygın olarak kullanılan bir elektronik cihaz tasarımı.Başka tasarım seçenekleri de var, ancak çok daha az sıklıkla.

İkinci grup, alternatif gerilim şebekelerine kurulması amaçlanan cihazlardır. İşte 24 - 250 volt voltajla kontrol edilen AC ağlarına kurulum için TSR'lerin tasarımları. Yüksek güçlü yükleri değiştirebilen cihazlar var.

Üçüncü grup evrensel kullanıma yönelik cihazlardır. Bu tip cihazın devresi, belirli koşullarda kullanım için manuel konfigürasyonu destekler.

Bağlı yükün niteliğine bağlı olarak iki tip AC katı hal rölesi ayırt edilmelidir: tek fazlı ve üç fazlı. Her iki tip de 10 - 75 A akımlarda oldukça güçlü yükleri anahtarlamak için tasarlanmıştır. Bu durumda kısa vadeli akımın tepe değerleri 500 A'ya ulaşabilir.

Üç fazlı bir elektrik ağında kullanım için yaygın olarak kullanılan bir versiyon. Genellikle güçlü elektrikli ısıtıcıların (TEH) doğrusal regülatörü olarak kullanılır

Katı hal röleleri tarafından anahtarlanan yük, kapasitif, dirençli veya endüktif devreler olabilir. Anahtar tasarımları, örneğin ısıtma elemanlarının, akkor lambaların ve elektrik motorlarının gereksiz gürültü olmadan düzgün şekilde kontrol edilmesini sağlar.

Operasyonun güvenilirliği oldukça yüksektir. Ancak birçok yönden katı hal rölelerinin kararlılığı ve dayanıklılığı, ürün imalatının kalitesine bağlıdır. Bu nedenle, belirli bir “Impuls” markası altında üretilen cihazlar genellikle kısa hizmet ömrüyle dikkat çekiyor.

Öte yandan Schneider Electric ürünleri eleştiriye yer bırakmıyor.

Kendi ellerinizle TTP nasıl yapılır?

Cihazın tasarım özelliği (monolit) göz önüne alındığında, devre, alışılageldiği gibi bir textolite levha üzerine değil, yüzeye monte edilerek monte edilir.

Ev yapımı bir katı hal röle tasarımı böyle görünüyor. Böyle bir şeyi yapmak zor değil. İhtiyacınız olan tek şey temel elektronik ve elektrikçi becerileridir. Malzeme maliyetleri azdır

Bu yönde bulunabilecek birçok devre çözümü bulunmaktadır. Spesifik seçenek gerekli anahtarlama gücüne ve diğer parametrelere bağlıdır.

Devre montajı için elektronik bileşenler

Katı hal rölesinin kendi ellerinizle pratik olarak geliştirilmesi ve inşası için basit bir devrenin elemanlarının listesi aşağıdaki gibidir:

1. Optokuplör tipi MOS3083.
2. Triyak tipi VT139-800.
3. Transistör serisi KT209.
4. Dirençler, zener diyot, LED.

Belirtilen tüm elektronik bileşenler aşağıdaki şemaya göre yüzeye montaj yoluyla lehimlenmiştir:

DIY montajı için düşük güçlü bir katı hal rölesinin şematik diyagramı. Az sayıda parça ve basit menteşeli kurulum, devreyi zorlanmadan lehimlemenizi sağlar

Kontrol sinyali üretme devresinde MOS3083 optokuplör kullanılması sayesinde giriş voltajı 5 ila 24 volt arasında değişebilmektedir.

Zener diyot ve sınırlama direncinden oluşan zincir sayesinde kontrol LED'inden geçen akım mümkün olan en aza indirilir. Bu çözüm, kontrol LED'inin uzun ömürlü olmasını sağlar.

Birleştirilmiş devrenin işlevsellik açısından kontrol edilmesi

Monte edilen devrenin işlevsellik açısından kontrol edilmesi gerekir. Bu durumda, 220 voltluk bir yük voltajının anahtarlama devresine triyak aracılığıyla bağlanması gerekli değildir. Triyak komütasyon hattına paralel bir ölçüm cihazı – test cihazı – bağlamak yeterlidir.

Bir ölçüm cihazı kullanarak katı hal rölesinin performansının kontrol edilmesi.Cihaz girişine kontrol voltajı uygulandığında triyak bağlantısının açık olması gerekir.

Test cihazının ölçüm modu “mOhm” olarak ayarlanmalı ve kontrol voltajı üretim devresine güç (5-24V) sağlanmalıdır. Her şey doğru çalışıyorsa, test cihazı "mOhm" ile "kOhm" arasındaki direnç farkını göstermelidir.

Monolitik bir gövdenin inşası

Gelecekteki katı hal rölesinin mahfazasının tabanının altında 3-5 mm kalınlığında bir alüminyum levhaya ihtiyacınız olacak. Plakanın boyutları kritik değildir, ancak bu elektronik elemanı ısıtırken triyaktan etkili ısı giderme koşullarına uygun olmalıdır.

Gelecekteki cihazın gövdesini dökmek için çerçeve. Karton şeritten veya diğer uygun malzemelerden yapılmıştır. Üniversal yapıştırıcıyla alüminyum bir alt tabakaya sabitlendi

Alüminyum plakanın yüzeyi düz olmalıdır. Ek olarak, her iki tarafın da işlenmesi gerekir - ince zımpara kağıdı ile temizlenmeli ve cilalanmalıdır.

Bir sonraki aşamada hazırlanan plaka “kalıp” ile donatılmıştır - çevresine kalın karton veya plastikten yapılmış bir kenar yapıştırılmıştır. Daha sonra epoksi reçine ile doldurulacak bir çeşit kutu almalısınız.

Oluşturulan kutunun içine bir "kanopi" ile monte edilmiş bir elektronik katı hal röle devresi yerleştirilir. Alüminyum plakanın yüzeyine yalnızca triyak yerleştirilir.

Triyakın alüminyum bir alt tabakaya sabitlenmesi. Ana koşul, bu elektronik bileşenin metal tabana sıkıca bastırılması gerektiğidir. Yüksek kalitede ısı giderme ve güvenilir çalışma sağlamanın tek yolu budur.

Başka hiçbir devre parçası veya iletken alüminyum alt tabakaya temas etmemelidir. Triyak, muhafazanın radyatöre monte edilmek üzere tasarlanmış kısmı ile alüminyuma tutturulur.

Triyak gövdesinin ve alüminyum alt tabakanın temas bölgesinde ısı ileten macun kullanılmalıdır. Yalıtımsız anotlu bazı triyak markalarının mika conta yoluyla takılması gerekir.

Bir perçin kullanarak alt tabakaya triyak takma seçeneği. Ters tarafta perçin, alt tabakanın yüzeyi ile aynı hizada düzleştirilir

Triyak, bir tür ağırlıkla tabana sıkıca bastırılmalı ve çevresi epoksi yapıştırıcı ile doldurulmalı veya alt tabakanın arka tarafının pürüzsüz yüzeyini bozmadan (örneğin bir perçinle) bir şekilde sabitlenmelidir.

Bileşimin hazırlanması ve gövdenin dökülmesi

Bir elektronik cihazın katı gövdesini üretmek için bileşik bir karışım yapmanız gerekecektir. Bileşik karışımının bileşimi iki bileşen temelinde yapılır:

1. Sertleştirici içermeyen epoksi reçine.
2. Kaymaktaşı tozu.

Kaymaktaşı ilavesi sayesinde, usta aynı anda iki sorunu çözer - nominal epoksi reçine tüketiminde kapsamlı bir dökme bileşiği hacmi elde eder ve optimum kıvamda bir dolgu oluşturur.

Karışım iyice karıştırılmalıdır, ardından sertleştiriciyi ekleyip tekrar iyice karıştırabilirsiniz. Daha sonra karton kutunun içindeki “menteşeli” kurulum, oluşturulan bileşikle dikkatlice doldurulur.

Kendin yap katı hal rölesinin bitmiş bir kopyası böyle görünüyor. Biraz sıradışı ve pek şık değil ama oldukça güvenilir

Doldurma en üst seviyeye kadar yapılır ve kontrol LED kafasının yalnızca bir kısmı yüzeyde kalır. Başlangıçta bileşiğin yüzeyi tamamen pürüzsüz görünmeyebilir, ancak bir süre sonra resim değişecektir. Geriye kalan tek şey dökümün tamamen sertleşmesini beklemek.

Aslında döküme uygun herhangi bir çözümü kullanabilirsiniz.Ana kriter, döküm bileşiminin elektriksel olarak iletken olmaması, ayrıca katılaşma sonrasında iyi derecede bir döküm sertliğinin oluşmasıdır. Dökme katı hal röle muhafazası, elektronik devrenin kazara fiziksel hasara karşı bir tür korumasıdır.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Bu video, katı hal rölesinin nasıl ve hangi elektronik bileşenlere dayanarak yapılabileceğini gösterir. Yazar, elektronik anahtarın üretimi sırasında bizzat karşılaştığı imalat uygulamalarının tüm detaylarını açıkça anlatıyor:

Çin'deki satıcılardan tek fazlı SSR satın aldıktan sonra karşılaşabileceğiniz sorunu anlatan video. Yol boyunca anahtarlama cihazının tasarımına ilişkin bir tür inceleme yürütüyor:

Katı hal rölelerinin kendi kendine üretilmesi tamamen olası bir çözümdür, ancak nispeten düşük güç tüketen düşük voltajlı yüklere yönelik ürünlerle ilgili olarak.

Kendi elinizle daha güçlü ve yüksek voltajlı cihazlar yapmak zordur. Ve bu finansal girişim, fabrika kopyasının değerlemesiyle aynı tutarda olacak. Yani gerekirse hazır bir endüstriyel cihaz satın almak daha kolaydır.

Katı hal rölesinin montajıyla ilgili sorularınız varsa, lütfen yorum bölümünde onlara sorun; onlara çok net bir cevap vermeye çalışacağız. Orada kendiniz röle yapma deneyiminizi paylaşabilir veya makalenin konusu hakkında değerli bilgiler sağlayabilirsiniz.