Kietojo kūno relė „pasidaryk pats“: surinkimo instrukcijos ir prijungimo patarimai

Kietojo kūno relė (SSR) yra įrenginys iš daugybės nemechaninių elektroninių komponentų.Mechanikos nebuvimas atveria daugiau galimybių elektronikos entuziastams savo rankomis pasigaminti kietojo kūno relę asmeniniam naudojimui.

Panagrinėkime šią galimybę išsamiau.

TTR konstrukcija ir veikimo principas

Nors daugumoje tokios elektronikos tradiciškai yra judančių kontaktinių grupių dalių, kietojo kūno relė tokių dalių apskritai neturi. Įrenginio grandinės grandinės perjungimas atliekamas pagal elektroninio rakto principą. O elektroninių raktų vaidmenį dažniausiai atlieka į relės korpusą įmontuoti puslaidininkiai – galios tranzistoriai, triakai, tiristoriai.

Prieš bandydami patys pasidaryti kietojo kūno relę, logiška susipažinti su pagrindine tokių įrenginių konstrukcija ir suprasti jų veikimo principą.

Pramoninėje gamyboje gaminamos įvairios konfigūracijos kietojo kūno relės, skirtos įvairioms praktiškoms sąlygoms. Modifikacijų pasirinkimas yra platus

Išsamiai ištyrus įrenginį, reikėtų nedelsiant pabrėžti naudingus TTP aspektus:

• galingos apkrovos perjungimas;
• didelis perjungimo greitis;
• ideali galvaninė izoliacija;
• gebėjimas trumpą laiką išlaikyti dideles perkrovas.

Tarp mechaninių konstrukcijų tikrai neįmanoma rasti panašių parametrų relės. Apskritai kietojo kūno relių pranašumai, palyginti su jų mechaniniais analogais, yra išreikšti įspūdingu sąrašu.

Du elektroniniai prietaisai, kurie funkcionaliai perjungia grandinę: kairėje yra kietojo kūno konstrukcija, dešinėje yra tradicinė mechaninė perjungimo sistema

TSR veikimo sąlygos praktiškai neriboja šių įrenginių naudojimo. Be to, judančių mechaninių dalių nebuvimas teigiamai veikia prietaisų tarnavimo laiką. Taigi yra visos priežastys pradėti dirbti su kietojo kūno rele - surinkti įrenginį patiems.

Tačiau sąžiningai, kartu su teigiamais aspektais, verta atkreipti dėmesį į relės savybes, kurios apibūdinamos kaip trūkumai. Taigi, norint veikti galingiems įrenginiams, kaip taisyklė, reikalingas papildomas dizaino komponentas, skirtas šilumai pašalinti.

Perjungiant galingą apkrovą, kietojo kūno relės beveik visada papildomos galingais aušinimo radiatoriais. Šis punktas šiek tiek apsunkina TTP naudojimą

Kietojo kūno relių aušinimo radiatorių bendrieji matmenys yra kelis kartus didesni nei kietojo kūno relių matmenys, o tai sumažina montavimo patogumą ir racionalumą.

TSR įtaisai veikimo metu (uždarytoje būsenoje) duoda atvirkštinę nuotėkio srovę ir rodo netiesinę srovės-įtampos charakteristiką. Ne visos kietojo kūno relės gali būti naudojamos be apribojimų perjungiamų įtampų charakteristikoms.

Konstrukcija skirta naudoti tik grandinėse, maitinamose nuolatine srove. Paprastai šie įrenginiai išsiskiria mažais matmenimis ir maža perjungimo galia.

Tam tikrų tipų įrenginiai skirti perjungti tik nuolatinę srovę. Kietojo kūno relių įvedimas į grandinę paprastai reikalauja papildomų priemonių, skirtų blokuoti klaidingus pavojaus signalus.

Kietojo kūno reles dažnai galima rasti apskritai buto elektros skydas.

Kaip veikia kietojo kūno relė?

Valdymo signalas (paprastai žemo lygio įtampa, gaunama, pavyzdžiui, iš valdymo valdiklio) tiekiamas į SSR grandinėje esančios optoelektroninės poros šviesos diodą. Šviesos diodas pradeda skleisti šviesą link fotodiodo, kuris savo ruožtu atsidaro ir pradeda praleisti srovę.

Apibendrinta SSR diagrama, kuri aiškiai parodo, kaip veikia elektroninis įrenginys: 1 – valdymo įtampos šaltinis; 2 – optronas relės korpuso viduje; 3 – apkrovos srovės šaltinis; 4 - apkrova

Srovė, einanti per fotodiodą, patenka į pagrindinio tranzistoriaus arba tiristoriaus valdymo elektrodą. Raktas atidaro ir uždaro apkrovos grandinę.

Taip veikia įrenginio perjungimo funkcija. Visa elektronika tradiciškai uždaryta monolitiniame korpuse. Tiesą sakant, todėl įrenginys buvo vadinamas kietojo kūno rele.

Galite perskaityti, kaip prijungti kietojo kūno relę ši medžiaga.

Kietojo kūno jungiklių tipai

Visą esamą įrenginių asortimentą galima suskirstyti į grupes pagal prijungtos apkrovos kategoriją, įtampos valdymo ir perjungimo ypatybes.

Taigi iš viso bus trys grupės:

1. Įrenginiai, veikiantys nuolatinės srovės grandinėse.
2. Įrenginiai, veikiantys kintamosios srovės grandinėse.
3. Universalūs dizainai.

Pirmajai grupei atstovauja įrenginiai, kurių darbinės valdymo įtampos parametrai yra 3 – 32 voltai. Tai palyginti mažo dydžio elektronika su LED indikacija, galinti be pertrūkių veikti esant -35 / +75 ºС temperatūrai.

Plačiai naudojama elektroninio prietaiso konstrukcija, skirta naudoti vienfaziame elektros tinkle.Yra ir kitų dizaino variantų, tačiau daug rečiau.

Antroji grupė – įrenginiai, skirti montuoti kintamosios įtampos tinkluose. Čia pateikiami TSR, skirti montuoti kintamosios srovės tinkluose, valdomuose 24–250 voltų įtampa, projektai. Yra įrenginių, galinčių perjungti didelės galios apkrovas.

Trečioji grupė – universalaus naudojimo prietaisai. Šio tipo įrenginių grandinė palaiko rankinį konfigūravimą, kad būtų galima naudoti tam tikromis sąlygomis.

Atsižvelgiant į prijungtos apkrovos pobūdį, reikėtų išskirti dviejų tipų kintamosios srovės kietojo kūno reles: vienfazes ir trifazes. Abu tipai yra skirti perjungti gana galingas apkrovas esant 10–75 A srovėms. Tokiu atveju didžiausios trumpalaikės srovės vertės gali siekti 500 A.

Plačiai naudojama versija, skirta naudoti trifaziame elektros tinkle. Dažnai naudojamas kaip linijinis galingų elektrinių šildytuvų (TEH) reguliatorius.

Kietojo kūno relių perjungiama apkrova gali būti talpinė, varžinė arba indukcinė grandinė. Jungiklių konstrukcijos leidžia sklandžiai be nereikalingo triukšmo valdyti, pavyzdžiui, šildymo elementus, kaitrines lempas ir elektros variklius.

Veikimo patikimumas yra gana didelis. Tačiau kietojo kūno relių stabilumas ir ilgaamžiškumas daugeliu atžvilgių priklauso nuo gaminio gamybos kokybės. Taigi prietaisai, pagaminti pagal tam tikrą prekės pavadinimą „Impuls“, dažnai pasižymi trumpu tarnavimo laiku.

Kita vertus, „Schneider Electric“ gaminiai nepalieka vietos kritikai.

Kaip padaryti TTP savo rankomis?

Atsižvelgiant į įrenginio (monolito) konstrukcinę ypatybę, grandinė surenkama ne ant tekstolito plokštės, kaip įprasta, o montuojama ant paviršiaus.

Taip atrodo naminės kietojo kūno relės dizainas. Padaryti kažką panašaus nėra sunku. Viskas, ko jums reikia, yra pagrindiniai elektronikos ir elektriko įgūdžiai. Medžiagų sąnaudos nedidelės

Šia kryptimi galima rasti daug grandinės sprendimų. Konkreti parinktis priklauso nuo reikalingos perjungimo galios ir kitų parametrų.

Elektroniniai komponentai grandinės surinkimui

Paprastos grandinės elementų, skirtų praktiniam kietojo kūno relės kūrimui ir konstravimui savo rankomis, sąrašas yra toks:

1. MOS3083 tipo optronas.
2. Triac tipas VT139-800.
3. Tranzistorių serija KT209.
4. Rezistoriai, zenerio diodas, LED.

Visi nurodyti elektroniniai komponentai yra lituojami paviršiniu montavimu pagal šią schemą:

Mažos galios kietojo kūno relės, skirtos „pasidaryk pats“ surinkimui, schema. Nedidelis dalių skaičius ir paprastas šarnyrinis montavimas leidžia be vargo lituoti grandinę

Dėl MOS3083 optrono naudojimo valdymo signalo generavimo grandinėje įėjimo įtampa gali svyruoti nuo 5 iki 24 voltų.

Ir dėl grandinės, susidedančios iš zenerio diodo ir ribojančio rezistoriaus, srovė, einanti per valdymo šviesos diodą, sumažinama iki minimumo. Šis sprendimas užtikrina ilgą valdymo šviesos diodo tarnavimo laiką.

Surinktos grandinės funkcionalumo patikrinimas

Surinktos grandinės funkcionalumas turi būti patikrintas. Šiuo atveju nebūtina 220 voltų apkrovos įtampos prijungti prie perjungimo grandinės per triacą. Pakanka lygiagrečiai triako komutavimo linijai prijungti matavimo prietaisą – testerį.

Kietojo kūno relės veikimo tikrinimas naudojant matavimo prietaisą.Jei į prietaiso įvestį įjungta valdymo įtampa, triac jungtis turi būti atvira

Testerio matavimo režimas turi būti nustatytas į „mOhm“, o maitinimas (5-24 V) turi būti tiekiamas į valdymo įtampos generavimo grandinę. Jei viskas veikia tinkamai, testeris turi parodyti atsparumo skirtumą nuo „mOhm“ iki „kOhm“.

Monolitinio korpuso konstrukcija

Po būsimos kietojo kūno relės korpuso pagrindu jums reikės 3–5 mm storio aliuminio plokštės. Plokštės matmenys nėra kritiniai, tačiau turi atitikti sąlygas efektyviam šilumos pašalinimui iš triako kaitinant šį elektroninį elementą.

Rėmas būsimo įrenginio korpusui išpilti. Pagaminta iš kartoninės juostelės ar kitų tinkamų medžiagų. Tvirtinama ant aliuminio pagrindo universaliais klijais

Aliuminio plokštės paviršius turi būti plokščias. Be to, reikia apdoroti abi puses – nuvalyti smulkiu švitriniu popieriumi ir poliruoti.

Kitame etape paruoštoje plokštėje yra „klojiniai“ - aplink perimetrą klijuojamas kraštelis iš storo kartono arba plastiko. Turėtumėte gauti savotišką dėžutę, kuri vėliau bus užpildyta epoksidine derva.

Sukurtos dėžutės viduje įdedama elektroninė kietojo kūno relės grandinė, surinkta su „baldakimu“. Tik triakas dedamas ant aliuminio plokštės paviršiaus.

Triako tvirtinimas ant aliuminio pagrindo. Pagrindinė sąlyga – šis elektroninis komponentas turi būti tvirtai prispaustas prie metalinio pagrindo. Tik taip galima užtikrinti kokybišką šilumos pašalinimą ir patikimą veikimą.

Jokios kitos grandinės dalys ar laidininkai neturi liesti aliuminio pagrindo. Triakas prie aliuminio tvirtinamas ta korpuso dalimi, kuri skirta montuoti ant radiatoriaus.

Triako korpuso ir aliuminio pagrindo sąlyčio srityje reikia naudoti šilumą laidžią pasta. Kai kurių markių triacai su neizoliuotu anodu turi būti montuojami per žėručio tarpiklį.

Galimybė triaką pritvirtinti prie pagrindo naudojant kniedę. Kitoje pusėje kniedė išlyginta viename lygyje su pagrindo paviršiumi

Triakas turi būti tam tikru svoriu tvirtai prispaustas prie pagrindo ir per perimetrą užpildytas epoksidiniais klijais arba kokiu nors būdu pritvirtintas nepažeidžiant lygaus pagrindo galinės pusės paviršiaus (pavyzdžiui, kniede).

Mišinio paruošimas ir kūno supilimas

Norėdami pagaminti vientisą elektroninio prietaiso korpusą, turėsite pagaminti mišinį. Mišinio sudėtis sudaryta iš dviejų komponentų:

1. Epoksidinė derva be kietiklio.
2. Alebastro milteliai.

Pridėjus alebastro, meistras iš karto išsprendžia dvi problemas - sunaudojant vardinį epoksidinės dervos kiekį, jis gauna galutinį liejamo mišinio tūrį ir sukuria optimalios konsistencijos užpildą.

Mišinys turi būti kruopščiai sumaišytas, po to galite pridėti kietiklio ir vėl gerai išmaišyti. Tada „šarnyrinė“ instaliacija kartoninės dėžutės viduje kruopščiai užpildoma sukurtu junginiu.

Taip atrodo baigta „pasidaryk pats“ kietojo kūno relės kopija. Šiek tiek neįprastas ir nelabai reprezentatyvus, bet gana patikimas

Užpildymas atliekamas iki aukščiausio lygio, paviršiuje paliekant tik dalį valdymo LED galvutės. Iš pradžių mišinio paviršius gali atrodyti ne visai lygus, tačiau po kurio laiko vaizdas pasikeis. Belieka tik palaukti, kol liejinys visiškai sukietės.

Tiesą sakant, galite naudoti bet kokį liejimui tinkamą sprendimą.Pagrindinis kriterijus yra tai, kad liejimo kompozicija neturėtų būti elektrai laidži, be to, po sukietėjimo turėtų susidaryti geras liejimo standumas. Lietas kietojo kūno relės korpusas yra tam tikra elektroninės grandinės apsauga nuo atsitiktinių fizinių pažeidimų.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Šiame vaizdo įraše parodyta, kaip ir remiantis kokiais elektroniniais komponentais galima pagaminti kietojo kūno relę. Autorius aiškiai kalba apie visas gamybos praktikos detales, su kuriomis jis asmeniškai susidūrė gamindamas elektroninį jungiklį:

Vaizdo įrašas apie problemą, su kuria galite susidurti įsigiję vienfazę SSR iš pardavėjų iš Kinijos. Pakeliui jis atlieka savotišką perjungimo įrenginio konstrukcijos peržiūrą:

Savarankiška kietojo kūno relių gamyba yra visiškai įmanomas sprendimas, tačiau kalbant apie produktus, skirtus žemos įtampos apkrovoms, kurios sunaudoja palyginti mažai energijos.

Sunku savo rankomis padaryti galingesnius ir aukštos įtampos įrenginius. Ir ši finansinė įmonė kainuos tiek pat, kiek įvertinta gamyklinė kopija. Taigi, jei reikia, lengviau nusipirkti gatavą pramoninį įrenginį.

Jei turite klausimų apie kietojo kūno relės surinkimą, užduokite juos komentarų skiltyje ir mes pasistengsime į juos atsakyti labai aiškiai. Ten galite pasidalyti savo patirtimi gaminant reles arba pateikti vertingos informacijos straipsnio tema.