Tee-seda-ise pooljuhtrelee: montaažijuhised ja ühendamisnõuanded

Tahkisrelee (SSR) on seade, mis koosneb mittemehaanilistest elektroonilistest komponentidest.Mehaanika puudumine avab elektroonikahuvilistel rohkem võimalusi isiklikuks tarbeks oma kätega pooljuhtreleed valmistada.

Vaatleme seda võimalust üksikasjalikumalt.

TTR-i disain ja tööpõhimõte

Kui traditsiooniliselt sisaldab enamik sellist elektroonikat kontaktrühmade liikuvaid osi, siis pooljuhtreleel pole selliseid osi üldse. Seadme vooluringi lülitus toimub vastavalt elektroonilise võtme põhimõttele. Ja elektrooniliste võtmete rolli mängivad tavaliselt relee korpusesse ehitatud pooljuhid - jõutransistorid, triacid, türistorid.

Enne kui proovite ise tahkisreleed teha, on loogiline tutvuda selliste seadmete põhikonstruktsiooniga ja mõista nende tööpõhimõtet.

Tööstuslikus tootmises toodetakse erineva konfiguratsiooniga pooljuhtreleesid, mis on mõeldud mitmesuguste praktiliste tingimuste jaoks. Modifikatsioonide valik on lai

Seadme põhjaliku uurimise osana tuleks kohe esile tõsta TTP eeliseid:

• võimsa koormuse ümberlülitamine;
• suur lülituskiirus;
• ideaalne galvaaniline isolatsioon;
• võime lühikese aja jooksul taluda suuri ülekoormusi.

Mehaaniliste konstruktsioonide hulgast ei ole tõesti võimalik leida sarnaste parameetritega releed. Üldiselt on pooljuhtreleede eelised võrreldes nende mehaaniliste analoogidega väljendatud muljetavaldavas loendis.

Kaks elektroonilist seadet, mis funktsionaalselt tagavad vooluahela lülitamise: vasakul pooljuhtkonstruktsioonil, paremal on traditsiooniline mehaaniline lülitussüsteem

TSR-i töötingimused praktiliselt ei piira nende seadmete kasutamist. Lisaks mõjutab liikuvate mehaaniliste osade puudumine soodsalt seadmete kasutusiga. Seega on põhjust alustada tööd pooljuhtreleega – seade ise kokku panna.

Kuid ausalt öeldes tasub positiivsete külgede kõrval märkida relee omadusi, mida iseloomustatakse kui puudusi. Seega on võimsate seadmete tööks reeglina vaja täiendavat disainikomponenti, mis on mõeldud soojuse eemaldamiseks.

Võimsa koormuse ümberlülitamise korral on pooljuhtreleed peaaegu alati täiendatud võimsate jahutusradiaatoritega. See punkt muudab TTP kasutamise mõnevõrra keerulisemaks

Tahkisreleede jahutusradiaatorite üldmõõtmed on mitu korda suuremad kui pooljuhtreleed, mis vähendab paigaldamise mugavust ja ratsionaalsust.

TSR-seadmed annavad töö ajal (suletud olekus) vastupidise lekkevoolu ja näitavad mittelineaarset voolu-pinge karakteristikut. Kõiki pooljuhtreleesid ei saa kasutada ilma piiranguteta lülitatud pingete omadustes.

Disain kasutamiseks ainult alalisvooluga vooluahelates. Tavaliselt eristuvad need seadmed nende väikeste mõõtmete ja väikese lülitusvõimsuse poolest.

Teatud tüüpi seadmed on ette nähtud ainult alalisvoolu lülitamiseks. Tahkisreleede sisestamine vooluringi nõuab tavaliselt lisameetmeid, mille eesmärk on valehäirete blokeerimine.

Tahkisreleed võib sageli leida üldiselt korteri elektrikilp.

Kuidas pooljuhtrelee töötab?

Juhtsignaal (tavaliselt madalpinge, mis tuleb näiteks juhtkontrollerilt) antakse SSR-ahelas oleva optoelektroonilise paari LED-i. LED hakkab kiirgama valgust fotodioodi suunas, mis omakorda avaneb ja hakkab voolu läbima.

SSR üldistatud diagramm, mis näitab selgelt, kuidas elektroonikaseade töötab: 1 – juhtpinge allikas; 2 – optronid relee korpuse sees; 3 – koormusvoolu allikas; 4 - koormus

Fotodioodi läbiv vool jõuab võtmetransistori või türistori juhtelektroodile. Võti avab ja sulgeb koormusahela.

Nii töötab seadme lülitusfunktsioon. Kogu elektroonika on traditsiooniliselt suletud monoliitsesse korpusesse. Tegelikult hakati seadet nimetama pooljuhtreleeks.

Saate lugeda pooljuhtrelee ühendamise kohta seda materjali.

Tahkislülitite tüübid

Kogu olemasoleva seadmete valiku saab jagada rühmadesse vastavalt ühendatud koormuse kategooriale, pinge juhtimise ja lülitamise omadustele.

Seega on kokku kolm rühma:

1. Alalisvooluahelates töötavad seadmed.
2. Vahelduvvooluahelates töötavad seadmed.
3. Universaalsed kujundused.

Esimest rühma esindavad seadmed, mille tööjuhtimispinge parameetrid on 3–32 volti. Need on suhteliselt väikese suurusega elektroonikaseadmed, mis on varustatud LED-näiduga, mis on võimelised töötama katkestusteta temperatuuril -35 / +75 ºС.

Laialdaselt kasutatav elektroonikaseadme disain kasutamiseks ühefaasilises elektrivõrgus.On ka teisi disainivõimalusi, kuid palju harvemini.

Teine rühm on seadmed, mis on ette nähtud paigaldamiseks vahelduvpingevõrkudesse. Siin on TSR-ide kujundused vahelduvvooluvõrkudesse paigaldamiseks, mida juhitakse pingega 24–250 volti. On seadmeid, mis on võimelised lülitama suure võimsusega koormusi.

Kolmas rühm on universaalseks kasutamiseks mõeldud seadmed. Seda tüüpi seadme vooluring toetab teatud tingimustes kasutamiseks käsitsi seadistamist.

Sõltuvalt ühendatud koormuse olemusest tuleks eristada kahte tüüpi vahelduvvoolu pooljuhtreleed: ühefaasiline ja kolmefaasiline. Mõlemad tüübid on ette nähtud üsna võimsate koormuste lülitamiseks vooluga 10–75 A. Sel juhul võivad lühiajalised vooluväärtused ulatuda 500 A-ni.

Laialdaselt kasutatav versioon kasutamiseks kolmefaasilises elektrivõrgus. Kasutatakse sageli võimsate elektrisoojendite (TEH) lineaarse regulaatorina.

Tahkisreleede lülitatav koormus võib olla mahtuvuslik, takistuslik või induktiivskeem. Lülitite konstruktsioonid võimaldavad sujuvalt juhtida näiteks kütteelemente, hõõglampe ja elektrimootoreid ilma tarbetu mürata.

Töökindlus on üsna kõrge. Kuid paljuski sõltub pooljuhtreleede stabiilsus ja vastupidavus toote valmistamise kvaliteedist. Seega on teatud kaubamärgi "Impuls" all toodetud seadmed sageli tuntud oma lühikese kasutusea poolest.

Teisest küljest ei jäta Schneider Electricu tooted kriitikaruumi.

Kuidas oma kätega TTP-d teha?

Arvestades seadme konstruktsiooniomadust (monoliit), on vooluahel kokku pandud mitte tekstiliitplaadile, nagu kombeks, vaid pindpaigalduse teel.

Selline näeb välja omatehtud pooljuhtrelee disain. Midagi sellist pole raske teha. Kõik, mida vajate, on elektroonika ja elektriku põhioskused. Materjalikulud on väikesed

Selles suunas on palju vooluringi lahendusi, mida võib leida. Konkreetne valik sõltub vajalikust lülitusvõimsusest ja muudest parameetritest.

Elektroonilised komponendid vooluringide kokkupanekuks

Tahkisrelee praktiliseks arendamiseks ja oma kätega ehitamiseks mõeldud lihtsa vooluringi elementide loend on järgmine:

1. MOS3083 tüüpi optronid.
2. Triac tüüp VT139-800.
3. Transistoride seeria KT209.
4. Takistid, zeneri diood, LED.

Kõik määratud elektroonilised komponendid on joodetud pindpaigaldusega vastavalt järgmisele skeemile:

Madala võimsusega pooljuhtrelee skemaatiline diagramm isetegemiseks. Väike osade arv ja lihtne hingedega paigaldus võimaldavad vooluahelat ilma raskusteta jootma

Tänu optroni MOS3083 kasutamisele juhtsignaali genereerimise ahelas võib sisendpinge varieeruda vahemikus 5 kuni 24 volti.

Ja Zener-dioodist ja piiravast takistist koosneva ahela tõttu vähendatakse juht-LED-i läbivat voolu miinimumini. See lahendus tagab juht-LED-i pika tööea.

Kokkupandud vooluringi funktsionaalsuse kontrollimine

Kokkupandud vooluringi funktsionaalsust tuleb kontrollida. Sel juhul ei ole vaja 220-voldist koormuspinget triaki kaudu lülitusahelaga ühendada. Piisab, kui ühendada triac kommutatsiooniliiniga paralleelselt mõõteseade – tester.

Tahkisrelee jõudluse kontrollimine mõõteseadme abil.Kui seadme sisendile on rakendatud juhtpinge, peab triac-siire olema avatud

Testri mõõterežiimiks tuleb seada “mOhm” ja toide (5-24V) tuleb anda juhtpinge genereerimisahelale. Kui kõik töötab õigesti, peaks tester näitama takistuse erinevust "mOhm" kuni "kOhm".

Monoliitkere ehitus

Tulevase tahkisrelee korpuse aluse all vajate 3–5 mm paksust alumiiniumplaati. Plaadi mõõtmed ei ole kriitilised, kuid peavad vastama selle elektroonilise elemendi kuumutamisel triacist tõhusa soojuse eemaldamise tingimustele.

Raam tulevase seadme korpuse valamiseks. Valmistatud kartongist või muust sobivast materjalist. Kinnitatakse universaalse liimiga alumiiniumalusele

Alumiiniumplaadi pind peab olema tasane. Lisaks tuleb mõlemad pooled töödelda – peene liivapaberiga puhastada ja poleerida.

Järgmises etapis on ettevalmistatud plaat varustatud raketisega - perimeetri ümber liimitakse paksust papist või plastist ääris. Peaks hankima mingi karbi, mis hiljem epoksüvaiguga täidetud.

Loodud kasti sisse asetatakse "varikatusega" kokku pandud elektrooniline pooljuhtrelee ahel. Alumiiniumplaadi pinnale asetatakse ainult triac.

Triaki kinnitamine alumiiniumalusele. Peamine tingimus on see, et see elektrooniline komponent tuleb metallalusele tihedalt suruda. Ainult nii on võimalik tagada kvaliteetne soojuse eemaldamine ja töökindel.

Ükski teine ​​vooluringi osa või juht ei tohi alumiiniumist aluspinda puudutada. Triac kinnitatakse alumiiniumi külge selle korpuse osaga, mis on mõeldud paigaldamiseks radiaatorile.

Soojust juhtivat pastat tuleks kasutada triaki korpuse ja alumiiniumist aluspinna kokkupuutealal. Mõned isoleerimata anoodiga triagid tuleb paigaldada läbi vilgukivist tihendi.

Võimalus triaki kinnitamiseks aluspinnale needi abil. Tagaküljel on neet tasandatud aluspinna pinnaga

Triac tuleb mingi raskusega tihedalt alusele suruda ja ümber perimeetri epoksiidliimiga täita või kuidagi kinnitada, ilma et rikuks aluspinna tagumise külje siledat pinda (näiteks neediga).

Ühendi valmistamine ja keha valamine

Elektroonilise seadme tahke korpuse valmistamiseks peate valmistama segusegu. Ühendisegu koostis koosneb kahest komponendist:

1. Epoksiidvaik ilma kõvendita.
2. Alabasteri pulber.

Tänu alabastri lisamisele lahendab meister korraga kaks probleemi - ta saab epoksüvaigu nominaalkulu juures ammendava mahu valamismassi ja loob optimaalse konsistentsiga täidise.

Segu tuleb põhjalikult segada, pärast mida saate lisada kõvendi ja segada uuesti hoolikalt. Järgmisena täidetakse pappkasti sees olev “hingedega” paigaldus hoolikalt loodud seguga.

Selline näeb välja isetehtud pooljuhtrelee valmis koopia. Mõnevõrra ebatavaline ja mitte väga esinduslik, kuid üsna usaldusväärne

Täitmine toimub ülemise tasemeni, jättes pinnale ainult osa juht-LED-peast. Esialgu ei pruugi segu pind olla täiesti sile, kuid mõne aja pärast pilt muutub. Jääb vaid oodata valamise täielikku kõvenemist.

Tegelikult võite kasutada mis tahes valamiseks sobivat lahendust.Peamine kriteerium on see, et valukompositsioon ei peaks olema elektrit juhtiv, lisaks peaks pärast tahkumist olema hea valu jäikus. Valatud pooljuhtrelee korpus on omamoodi kaitse elektroonilisele vooluringile juhuslike füüsiliste kahjustuste eest.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

See video näitab, kuidas ja milliste elektroonikakomponentide põhjal saab pooljuhtreleed valmistada. Autor räägib selgelt kõigist tootmistavade üksikasjadest, millega ta elektroonilise lüliti tootmisel isiklikult kokku puutus:

Video probleemist, mis võib tekkida pärast ühefaasilise SSR-i ostmist Hiina müüjatelt. Teel vaatab ta läbi lülitusseadme konstruktsiooni omamoodi ülevaate:

Tahkisreleede isetootmine on täiesti võimalik lahendus, kuid suhteliselt vähe energiat tarbivate madalpingekoormuste jaoks mõeldud toodete puhul.

Võimsamaid ja kõrgepingeseadmeid on raske oma kätega valmistada. Ja see rahaline ettevõtmine läheb maksma sama palju, kui tehasekoopia väärtus on. Seega on vajadusel lihtsam osta valmis tööstusseade.

Kui teil on pooljuhtrelee kokkupanemise kohta küsimusi, küsige neid kommentaaride jaotises ja proovime neile väga selge vastuse anda. Seal saate jagada oma kogemusi releede valmistamisel ise või anda väärtuslikku teavet artikli teema kohta.