Et vekselstrømsnet solid state-relæ eller SSR er en enhed, der bruges til at skifte tunge vekselstrømsbelastninger på strømniveau gennem isolerede minimale jævnspændingsudløsere uden at inkorporere mekaniske bevægelige kontakter.

I dette indlæg lærer vi at konstruere et simpelt solid state-relæ eller et SSR-kredsløb ved hjælp af en Triac, BJT'er, en nulkrydsningsoptokobler.

Fordel ved solid state SSR i forhold til mekaniske relæer

Mekanisk type relæer kan være ret ineffektive i applikationer, der kræver meget jævn, meget hurtig og ren skift.

Det foreslåede kredsløb for en SSR kan bygges hjemme og bruges på steder, der kræver virkelig sofistikeret lasthåndtering.

Et solid state-relækredsløb med indbygget nulkrydsningsdetektor er beskrevet i denne artikel.

Kredsløbet er meget let at forstå og opbygge, men alligevel giver det nyttige funktioner som ren skift, fri for RF-forstyrrelser og i stand til at håndtere belastninger op til 500 watt. Vi har lært en masse om relæer og hvordan de fungerer.

Vi ved, at disse enheder bruges til at skifte tunge elektriske belastninger gennem eksternt isoleret par kontakter som reaktion på en lille elektrisk puls modtaget fra et elektronisk kredsløbsudgang.

“byg din egen cdi -tænding ”

Normalt er triggerindgangen i nærheden af relæspolespændingen, som kan være 6, 12 eller 24 V DC, mens belastningen og strømmen, der skiftes af relækontakterne, for det meste ligger på niveauet for vekselstrømspotentialer.

Grundlæggende er relæer nyttige, fordi de er i stand til at skifte tungt forbundet til deres kontakter uden at bringe de farlige potentialer i kontakt med det sårbare elektroniske kredsløb, gennem hvilket det skiftes.

Fordelene ledsages dog af et par kritiske ulemper, som ikke kan ignoreres. Da kontakterne involverer mekaniske operationer, er de undertiden ret uhensigtsmæssige med sofistikerede kredsløb, som kræver meget nøjagtig, hurtig og effektiv omskiftning.

Mekaniske relæer har også det dårlige ry for at generere RF-interferens og støj under skift, hvilket også resulterer i, at dets kontakter forringes med tiden.

For en MOSFET-baseret SSR bedes du henvis til dette indlæg

Brug af SCR ot Triac til fremstilling af SSR

Triacs og SCR'er menes at være gode erstatninger på steder, hvor ovennævnte relæer viser sig ineffektive, men også disse kan medføre generering af RF-interferensproblemer under drift.

Også SCR'er og Triacs, når de er integreret direkte i elektroniske kredsløb, kræver, at kredsløbets jordledning er forbundet med dets katode, hvilket betyder, at kredsløbssektionen nu ikke længere er isoleret fra de dødelige vekselstrømsspændinger fra enheden - en alvorlig ulempe så vidt sikkerhed er til brugeren er bekymret.

“hvordan fungerer en lysemitterende diode ”

Imidlertid kan en triac implementeres meget effektivt, hvis de ovenfor diskuterede par ulemper er helt taget hånd om. Derfor er de to ting, der skal fjernes med triacs, hvis de effektivt skal udskiftes til relæer, RF-interferens under skift og indgangen af den farlige strøm i kredsløbet.

Solid State-relæer er designet nøjagtigt med ovenstående specifikationer, hvilket eliminerer RF-inferens og holder også de to faser fuldstændig fjernt fra andre.

Kommercielle SSR'er kan være meget dyre og kan ikke serviceres, hvis noget går galt. Men at lave et solid state-relæ helt af dig og bruge det til den krævede anvendelse kan være lige hvad 'lægen havde bestilt.' Da det kan bygges ved hjælp af diskrete elektroniske komponenter bliver det fuldstændigt repareret, kan ændres, og det giver dig desuden en klar idé om systemets interne funktioner.

Her vil vi studere fremstillingen af et simpelt solid state-relæ.

Hvordan det virker

Som diskuteret i ovenstående afsnit kontrolleres RF-interferensen i det foreslåede SSR- eller solid state-relæ-kredsløb ved at tvinge triacen til kun at skifte omkring nulmærket for AC-sinusfasen, og brugen af en optokobler sikrer, at indgangen er holdes godt væk fra vekselstrømspotentialerne til stede med triac-kredsløbet.

Lad os prøve at forstå, hvordan kredsløbet fungerer:

Som vist i diagrammet bliver optokoblingen portalen mellem udløseren og omskiftningskredsløbet. Indgangsudløseren påføres optos LED, som lyser op og får fototransistoren til at lede.
Spændingen fra fototransistoren passerer over samleren til emitteren og når endelig triacens port for at betjene den.

Ovenstående operation er ret almindelig og er ofte forbundet med udløseren af alle Triacs og SCR'er. Dette er dog muligvis ikke nok til at eliminere RF-støj.

Sektionen, der omfatter de tre transistorer og nogle modstande, introduceres specielt med henblik på at kontrollere RF-generationen ved at sikre, at triac kun leder i nærheden af nul-tærsklerne for AC-sinusbølgeformen.

Når vekselstrøm tilføres kredsløbet, bliver en ensrettet jævnstrøm tilgængelig ved optotransistorens kollektor, og den leder som forklaret ovenfor, men spændingen ved krydset af modstandene, der er forbundet til basen af T1, er så justeret, at den leder straks efter at AC-bølgeformen stiger over 7 volt-mærket. I så længe holder bølgeformen sig over dette niveau holder T1 tændt.

Dette bevirker optotransistorens kollektorspænding, der forhindrer triac i at lede, men i det øjeblik spændingen når 7 volt og nærmer sig nul, stopper transistorerne med at lade triac skifte.

Processen gentages under den negative halvcyklus, når T2, T3 udfører som reaktion på spændinger over minus 7 volt, hvilket igen gør sut, at triac kun affyres, når fasepotentialet nærmer sig nul, hvilket effektivt eliminerer induktionen af nul krydsende RF-interferenser.

Circuit Diagram of Solid State SSR Circuit

Deleliste til det foreslåede solid state relæ kredsløb

R1 = 120 K,
R2 = 680K,
R3 = 1 K,
R4 = 330 K,
R5 = 1 M,
R6 = 100 ohm 1 W,
C1 = 220 uF / 25 V,
C2 = 474/400 V metaliseret polyester
C3 = 0.22uF / 400V PPC
Z1 = 30 volt, 1 W,
T1, T2 = BC547B,
T3 = BC557B,
TR1 = BT 36,
OP1 = MCT2E eller lignende.

Printkortlayout

Brug af SCR Opto-kobling 4N40

I dag med fremkomsten af moderne optokoblinger er det virkelig blevet let at lave et solid state-relæ (SSR) af høj kvalitet. 4N40 er en af disse enheder, der bruger en foto-SCR til den krævede isolerede udløsning af en AC-belastning.

Denne optokobler kan enkelt konfigureres til at skabe et meget pålideligt og effektivt SSR-kredsløb. Dette kredsløb kan bruges til at udløse en 220V belastning gennem en grundigt isoleret 5V logisk kontrol, som vist nedenfor: