Krug 220V SSD releja koji koristi Triac i OptoCoupler

Glavni mrežni relej izmjeničnog napona ili SSR je uređaj koji se koristi za prebacivanje teških izmjeničnih opterećenja na mrežnoj razini, kroz izolirane okidače minimalnog istosmjernog napona, bez ugrađenih mehaničkih pomičnih kontakata.

U ovom postu učimo kako konstruirati jednostavni poluprovodnički relej ili SSR krug pomoću Triac, BJTs, optičke spojnice s nultim križanjem.

Prednost SSD-a iznad mehaničkih releja

Mehanički tip releja može biti prilično neučinkovit u primjenama koje zahtijevaju vrlo glatko, vrlo brzo i čisto prebacivanje.

Predloženi krug SSR-a može se graditi kod kuće i koristiti na mjestima koja zahtijevaju uistinu sofisticirano rukovanje teretom.

U ovom je članku opisan krug čvrstog releja s ugrađenim detektorom križanja nule.

Krug je vrlo lako razumjeti i izraditi, a nudi korisne značajke kao što je čisto prebacivanje, bez RF smetnji i sposoban podnijeti opterećenja do 500 W. Naučili smo puno o relejima i njihovom funkcioniranju.

Znamo da se ti uređaji koriste za prebacivanje teških električnih opterećenja kroz vanjski izolirani par kontakata, kao odgovor na mali električni impuls primljen s izlaza elektroničkog kruga.

Ulaz okidača obično je u blizini napona zavojnice releja, koji može biti 6, 12 ili 24 V DC, dok su opterećenje i struja preklopljeni kontaktima releja uglavnom na razini mrežnih potencijala.

U osnovi su releji korisni jer mogu prebacivati ​​teške spojene kontakte bez dovođenja opasnih potencijala u kontakt s ranjivim elektroničkim krugom kroz koji se prebacuje.

Međutim, prednosti prati nekoliko kritičnih nedostataka koje se ne mogu zanemariti. Budući da kontakti uključuju mehaničke operacije, ponekad su prilično nesposobni sa sofisticiranim krugovima koji zahtijevaju vrlo precizno, brzo i učinkovito prebacivanje.

Mehanički releji također imaju lošu reputaciju stvaranja RF smetnji i buke tijekom prebacivanja, što također rezultira degradacijom njegovih kontakata s vremenom.

Molimo za SSR zasnovan na MOSFET-u pogledajte ovaj post

Korištenje SCR ot Triac za izradu SSR-a

Smatra se da su trijaci i SCR dobri zamjena na mjestima gdje se gore navedeni releji pokažu neučinkovitima, međutim i oni mogu uključivati ​​probleme stvaranja RF smetnji tijekom rada.

Također SCR-ovi i triak-ovi kada su integrirani izravno u elektroničke sklopove zahtijevaju da uzemljena linija kruga bude povezana sa svojom katodom, što znači da presjek kruga sada više nije izoliran od smrtonosnih izmjeničnih napona na uređaju - što je ozbiljan nedostatak što se tiče sigurnosti uređaja korisnik je zabrinut.

Međutim, trijak se može vrlo učinkovito implementirati ako se u potpunosti riješe gore navedeni par nedostataka. Stoga su dvije stvari koje se moraju ukloniti trijacima, ako bi se trebali učinkovito zamijeniti za releje, RF smetnje tijekom prebacivanja i ulazak opasne mreže u strujni krug.

Solid State releji dizajnirani su točno s gore navedenim specifikacijama, što eliminira RF zračenje i također drži dvije faze podalje od ostalih.

Komercijalni SSR-ovi mogu biti vrlo skupi i nisu korisni ako bilo što pođe po krivu. Međutim, izraditi potpuno čvrsti relej i koristiti ga za potrebnu aplikaciju može biti upravo ono što je 'liječnik naredio'. Budući da se može graditi pomoću diskretnih elektroničkih komponenata, postaje potpuno popravljiv, prilagodljiv, a osim toga pruža vam jasnu ideju o unutarnjem radu sustava.

Ovdje ćemo proučavati izradu jednostavnog poluprovodničkog releja.

Kako radi

Kao što je razmotreno u gornjem odjeljku, u predloženom dizajnu kruga SSR-a ili poluprovodničkog releja RF smetnje se provjeravaju prisiljavanjem triaka da se prebacuje samo oko oznake nule sinusne faze izmjenične struje, a upotreba opto spojnice osigurava držao se daleko od AC mrežnih potencijala prisutnih u trijačnom krugu.

Pokušajmo razumjeti kako sklop funkcionira:

Kao što je prikazano na dijagramu, optička spojnica postaje portal između okidača i sklopnog kruga. Ulazni okidač primjenjuje se na LED diodu opta koja svijetli i provodi foto-tranzistor.
Napon s foto-tranzistora prolazi preko kolektora do emitera i konačno doseže vrata triaka da njime upravlja.

Gore navedena operacija prilično je uobičajena i obično je povezana s okidačem svih Triaca i SCR-ova. Međutim, ovo možda nije dovoljno za uklanjanje RF šuma.

Odjeljak koji se sastoji od tri tranzistora i nekih otpornika posebno je predstavljen s ciljem provjere RF generacije, osiguravajući da se triak provodi samo u blizini nultih pragova sinusnog valnog oblika izmjenične struje.

Kada se na krug primijeni izmjenična mreža, ispravljač istosmjerne struje postaje dostupan na kolektoru opto tranzistora i on se ponaša kako je gore objašnjeno, međutim napon na spoju otpornika spojenih na bazu T1 toliko je prilagođen da provodi odmah nakon što se izmjenični val izmjeni iznad 7 volti. Tako dugo valni oblik ostaje iznad ove razine, a T1 je UKLJUČEN.

To utemeljuje napon kolektora opto tranzistora, sprječavajući provođenje triaka, ali u trenutku kad napon dosegne 7 volti i približi se nuli, tranzistori prestaju voditi omogućujući trijaku da se prebaci.

Postupak se ponavlja tijekom negativnog poluciklusa kada T2, T3 provodi reakciju na napone iznad minus 7 volti, čineći da se trijak aktivira tek kad se fazni potencijal približi nuli, učinkovito eliminirajući indukciju RF smetnji koje prelaze nula.

Dijagram kruga SSD kruga SSD

Popis dijelova za predloženi krug kruga releja

• R1 = 120 K,
• R2 = 680K,
• R3 = 1 K,
• R4 = 330 K,
• R5 = 1 M,
• R6 = 100 ohma 1 W,
• C1 = 220 uF / 25 V,
• C2 = 474/400 V Metalizirani poliester
• C3 = 0,22uF / 400V PPC
• Z1 = 30 volti, 1 W,
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B,
• TR1 = BT 36,
• OP1 = MCT2E ili slično.

Izgled PCB-a

Korištenje SCR opto-spojnice 4N40

Danas s pojavom modernih optičkih spojnica, izrada visokokvalitetnog SSD releja postalo je zaista lako. 4N40 je jedan od ovih uređaja koji koristi foto SCR za potrebno izolirano aktiviranje izmjeničnog opterećenja.

Ovaj opto-spojnik može se jednostavno konfigurirati za stvaranje vrlo pouzdanog i učinkovitog SSR kruga. Ovaj se krug može koristiti za aktiviranje opterećenja od 220 V kroz temeljito izoliranu 5V logičku kontrolu, kao što je prikazano dolje:

Ljubaznost slike: Farnel