Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Твърдотръбното реле (TTR) е устройство от серия електронни компоненти на немеханично действие. Липсата на механика разкрива повече възможности за любителите на електрониката да направят твърдо реле за лична употреба.

Разгледайте тази възможност по-подробно.

Конструкцията и принципът на работа TTR

Ако по-голямата част от тази електроника традиционно съдържа движещи се части на контактни групи, релето на твърдо състояние няма такива части. Превключвателната схема на веригата се осъществява на принципа на електронния ключ. А ролята на електронните ключове обикновено се осъществява от полупроводници, вградени в тялото на релето - силови транзистори, триаци и тиристори.

Преди да се опитате да направите самостоятелно реле на твърдо състояние, логично е да се запознаете с основния дизайн на такива устройства, да разберете принципа на тяхната работа.

Промишленото производство произвежда твърдотелни релета с различни конфигурации, проектирани за различни условия на практическо приложение. Изборът на модификации е обширен

В рамките на задълбочено проучване на устройството е необходимо незабавно да се посочат изгодните страни на TTR:

  • превключване на мощно натоварване;
  • висока скорост на превключване;
  • идеална галванична изолация;
  • способност за кратко задържане на високо претоварване.

Сред механичните структури да се намери реле със сходни параметри наистина не е възможно. Като цяло, предимствата по отношение на механичните аналози в полупроводниковите релета се изразяват във впечатляващ списък.

Две електронни устройства, функционално осигуряващи комутационни схеми: отляво е направено на базата на твърдо тяло, в дясно - традиционната механична комутационна система

Условията на работа на TTR на практика не ограничават използването на тези устройства. В допълнение, липсата на движещи се механични части благоприятно влияе върху срока на експлоатация на устройствата. Така че има всички причини да се вземе твърдо състояние реле - за сглобяване на устройството със собствените си ръце.

Въпреки това, по справедливост, заедно с положителните аспекти, трябва да се отбележат свойствата на релето, характеризирано като недостатъци. Така че, за работата на високомощни устройства, като правило, допълнителен компонент на структурата е необходима, която е предназначена за премахване на топлина.

В случай на превключване на мощно натоварване, релето от твърдо състояние е почти винаги допълнено с мощни охлаждащи радиатори. Този момент донякъде усложнява използването на ТТП

Радиаторите за охлаждане на твърдотелни релета имат габаритни размери, няколко пъти по-големи от тези на TTR, което намалява удобството и ефективността на монтажа.

По време на работа (в затворено състояние), TTR устройствата дават обратен ток на утечка и показват нелинейна токово-напрежение. Не всички твърдотелни релета са допустими за използване без никакви ограничения в характеристиките на включените напрежения.

Конструкция, предназначена за употреба само в електрически вериги, в които има захранване с постоянен ток. Обикновено тези устройства се отличават с малки размери и малка комутационна мощност.

Отделните типове устройства са предназначени за превключване само на постоянен ток. Въвеждането на твърдотелни релета в схемата обикновено изисква прибягване до допълнителни мерки, насочени към блокиране на фалшиви аларми.

Релетата в твърдо състояние често могат да бъдат намерени в общото електрическо табло на апартамента.

Как работи релето в твърдо състояние?

Контролният сигнал (обикновено ниско ниво на напрежение, идващ например от контролния контролер) се подава към светодиода на оптоелектронна двойка, присъстваща в TTP веригата. Светодиодът започва да излъчва светлина към фотодиода, който от своя страна се отваря и започва да предава ток.

Обща схема на TTR, която ясно показва как функционира електронното устройство: 1 - източник на управляващо напрежение; 2 - оптрон в корпуса на релето; 3 - източник на ток на натоварване; 4 - натоварване

Токът, преминаващ през фотодиода, идва към контролния електрод на транзистора на ключа или тиристора. Ключът се отваря и затваря веригата на натоварване.

Така функционира функцията за превключване на инструментите. Цялата електроника е традиционно затворена в монолитна кутия. Всъщност, затова устройството се нарича твърдо реле.

И как да се свърже твърдо състояние реле може да се чете в този материал.

Видове твърди превключватели

Цялата съществуваща гама от устройства може да бъде разделена на групи въз основа на категорията на вграденото натоварване, характеристиките на управляващите и комутационните напрежения.

Така, общо, има три групи:

  1. Устройства, работещи в постояннотокови вериги.
  2. Устройства, работещи в електрически вериги.
  3. Универсални дизайни.

Първата група е представена с инструменти с параметри на управляващите напрежения 3–32 волта. Това е относително малка електроника, снабдена с LED дисплей, способна да работи без прекъсване при температури от -35 / +75 ºС.

Широко разпространено е електронното устройство за приложение в еднофазна електрическа мрежа. Също така има и други дизайни, но много по-малко

Втората група - устройства, предназначени за монтаж в мрежи с променлив ток. Това са проектите на TTR за монтаж в мрежи с променлив ток, контролирани от напрежение от 24 - 250 волта. Има устройства, които могат да превключват натоварвания с голяма мощност.

Третата група са универсалните устройства. Схемата на този тип устройство поддържа ръчна конфигурация за използване при определени условия.

Ако започнете от естеството на свързания товар, трябва да различавате два типа твърдотелни релета: еднофазни и трифазни. И двата вида са предназначени за превключване на достатъчно мощен товар при токове от 10 - 75 А. В същото време, пиковите краткосрочни стойности на тока могат да достигнат 500 А.

Широко разпространена версия за използване в трифазна електрическа мрежа. Често използван като линеен регулатор на мощни електрически нагреватели (TEN)

Капацитетните, резистивните и индуктивните вериги могат да действат като натоварени, включени от твърдотелни релета. Конструкциите на превключвателите позволяват без прекомерен шум да контролират гладко, например нагревателни елементи, лампи с нажежаема жичка и електрически двигатели.

Надеждността на работата е достатъчно висока. Но в много отношения стабилността и дълготрайността на твърдотелните релета зависи от качеството на производството на продуктите. По този начин устройствата, произведени под определена марка “Impuls”, често са маркирани с кратък експлоатационен живот.

От друга страна, продуктите на Schneider Electric не оставят причина за критики.

Как да накарате TTR да го направите сами?

Като се има предвид конструктивната характеристика на устройството (монолитна), веригата не е монтирана на текстолитна плоскост, както е обичайно, а с монтиране.

Това изглежда като домашно релеен дизайн. Направете нещо такова лесно. Нужни са ни само основни умения на инженер по електроника и електротехник. Материалните разходи са малки

Веригите в тази посока могат да бъдат намерени много. Специфичната опция зависи от необходимата мощност на включване и други параметри.

Електронни компоненти за монтаж на верига

Списъкът на елементите на една проста схема за практическото разработване и изграждане на полупроводниково реле направи си сам:

  1. Оптрони тип MOS3083.
  2. Triac тип VT139-800.
  3. Транзисторна серия KT209.
  4. Резистори, Zener диод, LED.

Всички посочени електронни компоненти са запоени чрез монтаж по следната схема:

Схематична диаграма на нискомощно твърдо тяло за сглобяване на собствените си ръце. Малък брой части и проста монтирана инсталация позволяват лесно спояване на веригата.

Благодарение на използването на оптрон MOS3083 в схемата за управление на сигнала за управление, входното напрежение може да варира от 5 до 24 волта.

А благодарение на веригата, състояща се от диод Zener и ограничаващ резистор, токът, преминаващ през контролната светодиода, се намалява до възможно най-малкото. Подобно решение осигурява дълъг експлоатационен живот на управляващия светодиод.

Проверка на събраната схема за изпълнение

Асемблираната верига трябва да се провери за работоспособност. Свържете, докато напрежението на натоварване от 220 волта в комутационната верига през триак не е задължително. Достатъчно е да се свърже измервателен уред - тестер успоредно на комутационната линия на триака.

Проверка на релето в твърдо състояние с измервателно устройство. Ако към входа на устройството е приложено управляващо напрежение, трябва да се отвори преходът на трика

Режимът на измерване на тестера трябва да бъде настроен на “MOhm” и захранващата мощност (5-24V) на веригата за генериране на управляващо напрежение. Ако всичко работи правилно, тестерът трябва да покаже разликата в съпротивлението от “MΩ” до “KΩ”.

Устройство на монолитен корпус

Под основата на тялото на бъдещото реле ще се изисква плоча от алуминий с дебелина 3-5 мм. Размерите на плочата не са критични, но трябва да отговарят на условията за ефективно отстраняване на топлината от триака, когато този електронен елемент се загрява.

Рамката за пълнене на тялото на бъдещото устройство. Изработена от картонена лента или други подходящи материали. На алуминиевата основа се фиксира с универсално лепило

Повърхността на алуминиевата плоча трябва да е плоска. Освен това е необходимо да се обработи и двете страни - почистете с фина шкурка, полирайте.

На следващия етап подготвената плоча е оборудвана с “кофраж” - граница от картон или пластмаса се залепва по периметъра. Тя трябва да направи един вид кутия, която по-късно ще бъде напълнена с епоксидна смола.

Вътре в кутията е поставена електронна схема на твърдо реле, сглобена от „балдахин“. На повърхността на алуминиевата плоча се побира само триак.

Закрепване на триака върху алуминиевата основа. Основното условие - този електронен компонент трябва да бъде здраво притиснат към металната основа. Това е единственият начин да се гарантира висококачествен радиатор и надеждна работа.

Никакви други части и проводници на веригата не трябва да докосват алуминиевата основа. Триакът се прилага към алуминия с тази част от тялото, която е предназначена за монтаж на радиатора.

В контактната зона между корпуса на триака и алуминиевата основа трябва да се използва топлопроводима паста. Някои марки триаци с неизолиран анод трябва да се монтират през уплътнител за слюда.

Възможност за монтиране на триака към основата с помощта на нитове. На обратната страна нитовете се изравняват с повърхността на основата

Триакът трябва да се притисне плътно към основата с някакъв товар и да се излее по периметъра с епоксидно лепило или да се закрепи по някакъв начин, без да се счупи повърхността на задната страна на основата (например с нит).

Приготвяне на съединението и изливане на тялото

При производството на твърдо тяло на електронно устройство трябва да направите смес от смеси. Съставът на смесената смес се прави на базата на два компонента:

  1. Епоксидна смола без втвърдител.
  2. Алабастър на прах.

Благодарение на добавянето на алабастър, майсторът решава едновременно два проблема - той получава изчерпателен обем от пълнежната смес при номиналната консумация на епоксидна смола и създава пълнеж от оптимална консистенция.

Сместа трябва да се разбърка старателно, след което може да се добави втвърдител и отново да се разбърка отново. На следващо място, леко се изсипва "монтирана" инсталация вътре в картонената кутия, създадена съединение.

Прилича на завършено копие на твърдо реле, сглобено на ръка. Донякъде необичайни и не много представителни, но достатъчно надеждни

Напълнете го до най-горното ниво, оставяйки на повърхността само част от главата на контролния светодиод. Първоначално повърхността на съединението може да не изглежда много гладка, но след известно време картината ще се промени. Остава само да се чака пълното втвърдяване на леенето.

Всъщност, можете да приложите всички подходящи за леене разтвори. Основният критерий е, че съставът за отливане не трябва да бъде електропроводим, както и добра степен на твърдост на леене след втвърдяване. Калъфът за твърдо състояние е вид електронна защита срещу случайни физически повреди.

Заключения и полезно видео по темата

Това видео показва как и на базата на всякакви електронни компоненти може да се направи твърдо реле. Авторът ясно разказва за всички детайли на производствената практика, с която се е сблъсквал лично при производството на електронен превключвател:

Видео за проблема, който може да се срещне след придобиването на еднофазен ТТП от продавачи от Китай. По пътя той провежда своеобразен преглед на устройството за комутационно устройство:

Независимото производство на твърдотелни релета е възможно решение, но по отношение на продукти за нисковолтови товари, които консумират относително ниска мощност.

По-мощни и високоволтови уреди правят това сами. И това начинание за финансиране ще струва същата сума като фабричното копие. Така че, ако е необходимо, е по-лесно да се купи готово индустриално устройство.

Ако имате някакви въпроси относно сглобяването на твърдо реле, попитайте ги в блока с коментари и ние ще се опитаме да им дадем изключително ясен отговор. Можете също така да споделите опита на релето за самостоятелно производство или да предоставите ценна информация по темата на статията.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория: