Un releu SSD sau SSR este un dispozitiv care este utilizat pentru comutarea sarcinilor de curent alternativ la nivelul rețelei, prin declanșatoare izolate de tensiune continuă minimă, fără a încorpora contacte mecanice în mișcare.

În acest post învățăm cum să construim un releu simplu în stare solidă sau un circuit SSR folosind un Triac, BJTs, un cuplaj opto-zero.

Avantajul SSR SSD față de relee mecanice

Tipul mecanic de relee poate fi destul de ineficient în aplicații care necesită o comutare foarte netedă, foarte rapidă și curată.

Circuitul propus al unui SSR poate fi construit acasă și utilizat în locuri care necesită o manipulare a sarcinii cu adevărat sofisticată.

În acest articol este descris un circuit de releu în stare solidă cu detector încrucișat zero încorporat.

Circuitul este foarte ușor de înțeles și construit, dar oferă caracteristici utile, cum ar fi comutarea curată, fără perturbații RF și capabil să gestioneze sarcini de până la 500 de wați. Am învățat multe despre relee și cum funcționează acestea.

Știm că aceste dispozitive sunt utilizate pentru comutarea sarcinilor electrice grele printr-o pereche de contacte izolate externe, ca răspuns la un mic impuls electric primit de la o ieșire de circuit electronic.

“schema circuitului controlerului de putere scr ”

În mod normal, intrarea de declanșare se află în vecinătatea tensiunii bobinei releului, care poate fi de 6, 12 sau 24 V c.c., în timp ce sarcina și curentul comutat de contactele releului sunt în mare parte la nivelurile de potențial de rețea alternativă.

Practic, releele sunt utile, deoarece sunt capabile să comute grele conectate la contactele lor, fără a aduce potențialul periculos în contact cu circuitul electronic vulnerabil prin care este comutat.

Cu toate acestea, avantajele sunt însoțite de câteva dezavantaje critice care nu pot fi ignorate. Deoarece contactele implică operații mecanice, uneori sunt destul de inepte în circuitele sofisticate care necesită o comutare extrem de precisă, rapidă și eficientă.

Releele mecanice au, de asemenea, proasta reputație de a genera interferențe RF și zgomot în timpul comutării, ceea ce duce și la degradarea contactelor sale în timp.

Pentru un SSR bazat pe MOSFET, vă rugăm consultați această postare

Utilizarea SCR ot Triac pentru realizarea SSR

Triac-urile și SCR-urile sunt considerate a fi înlocuitoare bune în locurile în care releele de mai sus se dovedesc ineficiente, totuși și acestea pot implica probleme de generare a interferenței RF în timpul funcționării.

De asemenea, SCR-urile și Triac-urile, atunci când sunt integrate direct în circuitele electronice, necesită conectarea liniei de masă a circuitului cu catodul său, ceea ce înseamnă că secțiunea circuitului nu mai este acum izolată de tensiunile letale de curent alternativ de pe dispozitiv - un dezavantaj grav în ceea ce privește siguranța utilizatorul este preocupat.

“schema circuitului de alimentare cu curent continuu variabil ”

Cu toate acestea, un triac poate fi implementat foarte eficient dacă cele două dezavantaje discutate mai sus sunt complet îngrijite. Prin urmare, cele două lucruri care trebuie îndepărtate cu triac-uri, dacă ar fi înlocuite eficient pentru relee, sunt interferența RF în timpul comutării și intrarea rețelei periculoase în circuit.

Releele de stare solidă sunt proiectate exact cu specificațiile de mai sus, ceea ce elimină inferența RF și, de asemenea, menține cele două trepte complet distante de alte.

SSR-urile comerciale pot fi foarte costisitoare și nu pot fi reparate dacă ceva nu merge bine. Cu toate acestea, realizarea unui releu în stare solidă de către dvs. și utilizarea acestuia pentru aplicația necesară poate fi exact ceea ce „a ordonat medicul”. Deoarece poate fi construit folosind componente electronice discrete devine complet reparabil, modificabil și, în plus, vă oferă o idee clară cu privire la operațiunile interne ale sistemului.

Aici vom studia realizarea unui releu simplu în stare solidă.

Cum functioneaza

Așa cum s-a discutat în secțiunea de mai sus, în proiectarea SSR sau a circuitului de releu în stare solidă propusă, interferența RF este verificată prin forțarea triacului de a comuta numai în jurul marcajului zero al fazei sinusoidale AC și utilizarea unui cuplator opto asigură intrarea ținut bine departe de potențialul de rețea alternativă prezent cu circuitul triac.

Să încercăm să înțelegem cum funcționează circuitul:

Așa cum se arată în diagramă, cuplajul opto devine portalul dintre declanșator și circuitul de comutare. Declanșatorul de intrare este aplicat la LED-ul opto-ului care luminează și face conducta foto-tranzistorului.
Tensiunea de la foto-tranzistor trece peste colector către emițător și ajunge în cele din urmă la poarta triacului pentru al opera.

Operația de mai sus este destul de obișnuită și este frecvent asociată cu declanșatorul tuturor Triac-urilor și SCR-urilor. Cu toate acestea, acest lucru poate să nu fie suficient pentru a elimina zgomotul RF.

“ce este n canal mosfet ”

Secțiunea care cuprinde cele trei tranzistoare și unele rezistențe sunt introduse în special în vederea verificării generației RF, asigurându-se că triacul se comportă numai în vecinătatea pragurilor zero ale formei de undă sinusoidală AC.

Când se aplică o rețea de curent alternativ la circuit, un curent continuu rectificat devine disponibil la colectorul tranzistorului opto și acesta se comportă așa cum s-a explicat mai sus, totuși tensiunea la joncțiunea rezistențelor conectate la baza T1 este atât de ajustată încât se conduce imediat după ce forma de undă AC crește deasupra marcajului de 7 volți. Atâta timp forma de undă rămâne peste acest nivel menține T1 pornit.

Acest lucru motivează tensiunea colectorului tranzistorului opto, inhibând conducerea triacului, dar în momentul în care tensiunea ajunge la 7 volți și se apropie de zero, tranzistoarele încetează să mai conducă permițând triacului să comute.

Procesul se repetă în timpul semiciclului negativ când T2, T3 conduce ca răspuns la tensiuni peste minus 7 volți, făcând din nou că triacul se declanșează numai atunci când potențialul de fază se apropie de zero, eliminând efectiv inducerea interferențelor RF care traversează zero.

Diagrama circuitului circuitului SSR în stare solidă

Lista pieselor pentru circuitul propus de releu în stare solidă

R1 = 120 K,
R2 = 680K,
R3 = 1 K,
R4 = 330 K,
R5 = 1 M,
R6 = 100 ohmi 1 W,
C1 = 220 uF / 25 V,
C2 = 474/400 V Poliester metalizat
C3 = 0,22uF / 400V PPC
Z1 = 30 volți, 1 W,
T1, T2 = BC547B,
T3 = BC557B,
TR1 = BT 36,
OP1 = MCT2E sau similar.

Aspect PCB

Folosind SCR Opto-Coupler 4N40

Astăzi, odată cu apariția opto-cuplajelor moderne, realizarea unui releu de stare solidă de înaltă calitate (SSR) a devenit cu adevărat ușoară. 4N40 este unul dintre aceste dispozitive care folosește un SCR foto pentru declanșarea izolată necesară a unei sarcini de curent alternativ.

Acest opto-cuplaj poate fi configurat simplu pentru a crea un circuit SSR extrem de fiabil și eficient. Acest circuit poate fi utilizat pentru declanșarea unei sarcini de 220V printr-un control logic de 5V bine izolat, așa cum se arată mai jos: