SSR ili SSD releji su snažni električni prekidači koji rade bez uključivanja mehaničkih kontakata, umjesto toga koriste poluprovodnike poput SSD-a MOSFET-ovi za prebacivanje električnog opterećenja.

SSR-ovi se mogu koristiti za rad opterećenja velike snage, kroz mali ulazni napon okidača s neznatnom strujom.

Ovi se uređaji mogu koristiti i za rad izmjeničnih opterećenja velike snage Istosmjerna opterećenja .

Solid State releji su vrlo učinkoviti u usporedbi s elektro-mehanički releji zbog nekoliko različitih osobina.

Glavne značajke i prednosti SSR-a

Glavne značajke i prednosti poluprovodničkih releja odn SSR-ovi su:

SSR-ovi se mogu jednostavno izraditi pomoću minimalnog broja uobičajenih elektroničkih dijelova
Rade bez ikakvog oblika zvuka klika zbog odsutnosti mehaničkih kontakata.
Biti u čvrstom stanju također znači da se SSR-ovi mogu prebacivati mnogo bržom brzinom od tradicionalnih elektro-mehaničkih tipova.
SSR-ovi ne ovise o vanjskoj opskrbi za uključivanje, već izvlače opskrbu iz samog opterećenja.
Oni rade zanemarivu struju i zato ne prazne bateriju u sustavima na baterije. To također osigurava zanemarivu struju praznog hoda za uređaj.

Osnovni koncept rada SSR-a koji koristi MOSFET-ove

U jednom od svojih ranijih postova objasnio sam kako se temelji MOSFET dvosmjerni prekidač može se koristiti za upravljanje bilo kojim željenim električnim opterećenjem, baš kao i standard mehanički prekidač , ali s iznimnim prednostima.

Isti koncept dvosmjernog prekidača MOSFET mogao bi se primijeniti za izradu idealnog SSR uređaja.

Za SSR zasnovan na Triacu pogledajte na ovaj post

Osnovni SSR dizajn

U gore prikazanom osnovnom SSR dizajnu možemo vidjeti nekoliko odgovarajuće ocijenjenih MOSFET-ova T1 i T2 povezanih leđima uz međusobno spojene izvore i priključke.

D1 i D2 su unutarnje diode tijela odgovarajućih MOSFET-ova, koje se po potrebi mogu ojačati vanjskim paralelnim diodama.

Ulazni istosmjerni izvor također se može vidjeti pričvršćen preko zajedničkih terminala vrata / izvora dvaju MOSFET-ova. Ova se opskrba koristi za aktiviranje MOSFET-ova UKLJUČENO ili za omogućavanje trajnog UKLJUČIVANJA MOSFET-ova dok SSR jedinica radi.

“različite vrste zaslona osjetljivog na dodir ”

Opskrba izmjeničnom strujom koja može biti do razine mrežne mreže i opterećenje povezani su serijski preko dva odvoda MOSFET-ova.

Kako radi

Rad predloženog releja prodanog stanja može se razumjeti pozivanjem na sljedeći dijagram i odgovarajuće detalje:

“pretvarač napona u frekvenciju ic ”

Uz gornju postavku, zbog priključenog napajanja ulaznih vrata, T1 i T2 su u uključenom položaju. Kada je AC ulaz na strani opterećenja uključen, lijevi dijagram pokazuje kako pozitivni poluciklus provodi kroz odgovarajući MOSFET / diodni par (T1, D2), a desni dijagram pokazuje kako negativni AC ciklus vodi kroz drugi nadopunjujući MOSFET / diodni par (T2, D1).

U lijevom dijagramu nalazimo da jedan od poluciklusa izmjenične struje prolazi kroz T1 i D2 (T2 je obrnuto pristran) i na kraju završava ciklus pomoću opterećenja.

Dijagram s desne strane prikazuje kako drugi polukrug završava krug u suprotnom smjeru provodeći kroz opterećenje, T2, D1 (T1 je u ovom slučaju obrnuto pristran).

Na taj način dva MOSFET-a T1, T2, zajedno s pripadajućim tjelesnim diodama D1, D2, omogućuju provođenje oba poluciklusa izmjeničnog napona, savršeno napajajući izmjenično opterećenje i učinkovito ostvarujući ulogu SSR-a.

Izrada praktičnog SSR kruga

Do sada smo naučili teoretski dizajn SSR-a, idemo sada naprijed i vidjet ćemo kako bi se mogao izgraditi praktični modul releja u čvrstoj formi za prebacivanje željenog AC napajanja velike snage, bez vanjskog ulaznog istosmjernog napona.

Gornji SSR krug konfiguriran je točno na isti način kao što je raspravljeno u ranijem osnovnom dizajnu. Međutim, ovdje nalazimo dvije dodatne diode D1 i D2, zajedno s MOSFET diodama tijela D3, D4.

Diode D1, D2 uvode se za određenu svrhu, tako da čine mostovni ispravljač u sprezi s D3, D4 MOSFET diodama tijela.

Sićušni prekidač za isključivanje mogao bi se koristiti za uključivanje / isključivanje SSR-a. Ovaj prekidač može biti prekidač s trstikom ili bilo koji prekidač slabe struje.

Za prebacivanje velike brzine prekidač možete zamijeniti s opto-spojnica kako je prikazano dolje.

U osnovi krug sada ispunjava 3 zahtjeva.

Omogućuje izmjenično napajanje kroz MOSFET / Diode SSR konfiguraciju.
Mostni ispravljač formiran od D1 --- D4 istodobno pretvara ulazni napon izmjenične struje u ispravljeni i filtrirani istosmjerni tok, a taj istosmjerni tok koristi se za odstupanje vrata MOSFET-ova. To omogućuje MOSFET-ovima da se na odgovarajući način UKLJUČE kroz sam AC opterećenja, bez ovisno o vanjskom istosmjernom naponu.
Ispravljeni istosmjerni tok dalje se završava kao pomoćni istosmjerni izlaz koji se može koristiti za napajanje bilo kojeg prikladnog vanjskog opterećenja.

Problem s krugom

Pobliži pogled na gornji dizajn sugerira da bi ovaj SSR dizajn mogao imati problema s učinkovitom provedbom namjeravane funkcije. To je zato što, čim preklopni istosmjerni tok stigne na vrata MOSFET-a, počet će se UKLJUČAVATI, uzrokujući zaobilaženje struje kroz odvod / izvor, iscrpljujući napon vrata / izvora.

Razmotrimo MOSFET T1. Čim ispravljeni DC počne dolaziti do vrata T1, počet će se UKLJUČATI desno od oko 4 V nadalje, uzrokujući zaobilazni učinak napajanja preko njegovih odvodnih / izvornih stezaljki. U ovom trenutku DC će se boriti da se digne preko cener diode i počne padati prema nuli.

To će zauzvrat uzrokovati isključivanje MOSFET-a, a između MOSFET odvoda / izvora i MOSFET ulaza / izvora dogodit će se neprekidna zaostala vrsta borbe ili povlačenje konopa, sprječavajući SSR da ispravno funkcionira.

Rješenje

Rješenje gornjeg problema moglo bi se postići pomoću sljedećeg primjera koncepta sklopa.

“krug regulatora punjenja solarne ploče ”

Ovdje je cilj osigurati da MOSFET-ovi ne provode dok se ne razvije optimalnih 15 V preko cener-diode ili preko ulaza / izvora MOSFET-a.

Opcijsko pojačalo osigurava da se njegov izlaz aktivira samo kada istosmjerna linija prijeđe referentni prag zener diode od 15 V, što omogućuje MOSFET vratima da dobiju optimalnih 15 V DC za provođenje.

Crvena linija povezana s pin3 IC 741 može se prebacivati kroz optičku spojnicu radi potrebnog prebacivanja s vanjskog izvora.

Kako radi : Kao što vidimo, invertirani ulaz optičkog pojačala povezan je s 15V zenerom, koji čini referentnu razinu za pin opcijskog pojačala2. Pin3 koji je neinvertirajući ulaz opcijskog pojačala povezan je s pozitivnom linijom. Ova konfiguracija osigurava da izlazni pin6 opcijskog pojačala proizvodi napajanje od 15 V samo kad njegov napon pin3 dosegne oznaku iznad 15 V. Akcija osigurava da MOSFET-ovi provode samo kroz valjani napon 15 V optimalnog ulaza, što omogućuje pravilan rad SSR-a.