โซลิดสเตตรีเลย์ (TTR) เป็นอุปกรณ์จากชุดของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่มีกลไก การขาดกลไกเปิดโอกาสให้คนรักอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มโอกาสในการถ่ายทอดสถานะของแข็งด้วยมือของพวกเขาเองเพื่อการใช้งานส่วนตัว
พิจารณาความเป็นไปได้นี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม
การออกแบบและหลักการทำงานของ TTR
หากส่วนใหญ่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าวประกอบด้วยส่วนที่เคลื่อนไหวของกลุ่มที่ติดต่อรีเลย์แบบโซลิดสเตตจะไม่มีส่วนดังกล่าวเลย การสลับวงจรกับวงจรอุปกรณ์จะดำเนินการตามหลักการของคีย์อิเล็กทรอนิกส์ และบทบาทของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์มักจะเล่นโดยเซมิคอนดักเตอร์ที่สร้างขึ้นในร่างกายของรีเลย์ - ทรานซิสเตอร์พลังงาน, triacs, ไทริสเตอร์
ก่อนที่คุณจะพยายามทำให้โซลิดสเตตเป็นตัวของตัวเองคุณควรทำความคุ้นเคยกับการออกแบบพื้นฐานของอุปกรณ์ดังกล่าวเพื่อทำความเข้าใจหลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านั้น
โซลิดสเตตรีเลย์ของการกำหนดค่าต่างๆนั้นผลิตขึ้นโดยอุตสาหกรรมออกแบบมาสำหรับสภาพการใช้งานที่หลากหลาย มีการดัดแปลงมากมายให้เลือก
ในกรอบของการศึกษาอย่างละเอียดของอุปกรณ์มันเป็นสิ่งจำเป็นทันทีเพื่อเน้นประเด็นหลักของ TTR:
- การสลับโหลดสูง
- ความเร็วในการเปลี่ยนสูง
- การแยกกัลวานิกที่สมบูรณ์แบบ
- ความสามารถในการถือเกินพิกัดสั้น ๆ
ในบรรดาโครงสร้างเชิงกลนั้นเป็นไปไม่ได้ที่จะหารีเลย์ที่มีพารามิเตอร์ที่คล้ายกัน โดยทั่วไปข้อได้เปรียบเหนือคู่เชิงกลของรีเลย์สถานะของแข็งจะถูกแสดงโดยรายการที่น่าประทับใจ
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สองตัวที่ทำหน้าที่เปลี่ยนวงจร: ด้านซ้ายทำจากพื้นฐานของการออกแบบแบบโซลิดสเตตด้านขวาเป็นระบบสวิตช์ทางกลแบบดั้งเดิม
เงื่อนไขการใช้งานสำหรับ TTR ในทางปฏิบัติไม่ได้ จำกัด การใช้อุปกรณ์เหล่านี้ นอกจากนี้การไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้จะส่งผลดีต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ ดังนั้นจึงมีเหตุผลทุกอย่างที่ต้องจัดการกับโซลิดสเตตรีเลย์ - เพื่อประกอบอุปกรณ์ด้วยมือของคุณเอง
อย่างไรก็ตามในความเป็นธรรมพร้อมกับด้านบวกควรสังเกตคุณสมบัติของรีเลย์ที่มีลักษณะเป็นข้อบกพร่อง ดังนั้นสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพตามกฎแล้วจำเป็นต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติมของโครงสร้างซึ่งออกแบบมาเพื่อระบายความร้อน
ในกรณีของการสลับโหลดที่มีประสิทธิภาพรีเลย์สถานะของแข็งจะถูกเสริมเกือบตลอดเวลากับหม้อน้ำระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ จุดนี้ทำให้การใช้ TTR ยุ่งยาก
หม้อน้ำระบายความร้อนด้วยโซลิดสเตตมีขนาดใหญ่กว่าขนาดของ TTR หลายเท่าซึ่งช่วยลดความสะดวกสบายและความสมเหตุสมผลของการติดตั้ง
อุปกรณ์ TTR ระหว่างการทำงาน (ในสถานะปิด) ให้กระแสไฟรั่วย้อนกลับและแสดงลักษณะแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เป็นเชิงเส้น ไม่สามารถใช้รีเลย์สถานะของแข็งทั้งหมดได้โดยไม่มีข้อ จำกัด ในลักษณะของแรงดันไฟฟ้าที่ถูกสลับ
ออกแบบมาเพื่อใช้เฉพาะในวงจรที่จ่ายพลังงานโดยกระแสตรง โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์เหล่านี้จะมีขนาดเล็กและพลังงานต่ำสลับ
อุปกรณ์บางประเภทได้รับการออกแบบเพื่อสลับเฉพาะกระแสตรง การใช้โซลิดสเตตรีเลย์ในวงจรมักจะต้องใช้มาตรการเพิ่มเติมเพื่อป้องกันการเตือนที่ผิดพลาด
โซลิดสเตตรีเลย์สามารถพบได้ในแผงไฟฟ้าทั่วไปของอพาร์ตเมนต์
โซลิดสเตตรีเลย์ทำงานอย่างไร
สัญญาณควบคุม (มักจะเป็นแรงดันต่ำ, เล็ดลอดออกมาจากตัวควบคุมควบคุม) จะถูกป้อนเข้าสู่ LED ของคู่ optoelectronic ที่มีอยู่ในวงจร TTR LED เริ่มเปล่งแสงไปยังโฟโตไดโอดซึ่งจะเปิดขึ้นและเริ่มผ่านกระแส
รูปแบบ TTR ทั่วไปแสดงให้เห็นชัดเจนว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานอย่างไร: 1 - แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าควบคุม 2 - optocoupler ภายในตัวเรือนรีเลย์ 3 - โหลดแหล่งกระแส 4 - โหลด
กระแสที่ไหลผ่านโฟโตไดโอดมาที่ขั้วไฟฟ้าควบคุมของทรานซิสเตอร์สำคัญหรือไทริสเตอร์ กุญแจเปิดขึ้นและปิดวงจรโหลด
นี่คือการทำงานของฟังก์ชั่นสลับอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิคส์ทั้งหมดจะถูกปิดล้อมแบบดั้งเดิมในตู้เสาหิน ที่จริงแล้วอุปกรณ์ถูกเรียกว่าโซลิดสเตตรีเลย์
และวิธีการเชื่อมต่อโซลิดสเตตรีเลย์สามารถพบได้ในวัสดุนี้
โซลิดสเตตสวิตช์
ช่วงของอุปกรณ์ที่มีอยู่ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มตามเงื่อนไขตามประเภทของโหลดที่เชื่อมต่อคุณสมบัติของการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและการสลับ
ดังนั้นจะมีการรวมกลุ่มสามกลุ่ม:
- อุปกรณ์ที่ทำงานในวงจร DC
- อุปกรณ์ที่ทำงานในวงจร AC
- การออกแบบสากล
กลุ่มแรกจะแสดงโดยอุปกรณ์ที่มีพารามิเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าควบคุมการทำงานของ 3 - 32 โวลต์ นี่เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่มี LED แสดงสถานะสามารถทำงานได้โดยไม่หยุดที่อุณหภูมิ -35 / +75 ºС
การออกแบบที่กว้างขวางของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าเฟสเดียว นอกจากนี้ยังพบตัวเลือกการออกแบบอื่น ๆ แต่มีน้อยกว่ามาก
กลุ่มที่สอง - อุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งในเครือข่าย AC นี่คือการออกแบบของ TTR สำหรับการติดตั้งในเครือข่าย AC ควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้าที่ 24 - 250 โวลต์ มีอุปกรณ์ที่สามารถสับเปลี่ยนกำลังไฟสูงได้
กลุ่มที่สามคืออุปกรณ์สากล วงจรของอุปกรณ์ประเภทนี้รองรับการปรับจูนด้วยตนเองเพื่อใช้ในเงื่อนไขบางประการ
หากคุณเริ่มต้นจากลักษณะของการโหลดที่เชื่อมต่อคุณควรแยกความแตกต่างของโซลิดสเตต AC รีเลย์สองชนิด: เฟสเดียวและสามเฟส ทั้งสองประเภทได้รับการออกแบบสำหรับการสลับโหลดที่ทรงพลังอย่างเพียงพอที่กระแส 10 - 75 A ในเวลาเดียวกันค่ากระแสสูงสุดระยะสั้นสูงสุดสามารถเข้าถึง 500 A
เวอร์ชันที่แพร่หลายสำหรับใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าสามเฟส มักใช้เป็นตัวควบคุมเชิงเส้นของเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่ทรงพลัง (TEN)
วงจรเหนี่ยวนำความต้านทานความต้านทานสามารถทำหน้าที่เป็นโหลดสวิตช์โดยรีเลย์สถานะของแข็ง การออกแบบสวิตช์ช่วยให้คุณควบคุมได้อย่างราบรื่นตัวอย่างเช่นองค์ประกอบความร้อนหลอดไส้มอเตอร์ไฟฟ้าที่ไม่มีสัญญาณรบกวนที่ไม่จำเป็น
ความน่าเชื่อถือสูงพอสมควร แต่ในหลาย ๆ ด้านความเสถียรและความทนทานของรีเลย์สถานะของแข็งนั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของการผลิต ดังนั้นอุปกรณ์ที่ผลิตภายใต้เครื่องหมายการค้า Impuls บางตัวมักถูกทำเครื่องหมายด้วยอายุการใช้งานสั้น
ในทางกลับกันผลิตภัณฑ์ของ Schneider Electric ไม่ได้มีช่องว่างสำหรับการวิจารณ์
วิธีทำ TTR ด้วยมือของคุณเอง?
เมื่อพิจารณาถึงคุณสมบัติการออกแบบของอุปกรณ์ (เสาเดียว) วงจรไม่ได้ประกอบบนกระดานข้อความซึ่งเป็นธรรมเนียม แต่ในการติดตั้งแบบติดผนัง
นี่คือลักษณะของการออกแบบรีเลย์สถานะของแข็งที่ทำเอง ทำสิ่งนี้ได้ง่าย จำเป็นต้องใช้ทักษะพื้นฐานของวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์และช่างไฟฟ้าเท่านั้น ต้นทุนวัสดุมีขนาดเล็ก
มีโซลูชั่นวงจรจำนวนมากในทิศทางนี้ ตัวเลือกเฉพาะขึ้นอยู่กับกำลังสวิตชิ่งที่จำเป็นและพารามิเตอร์อื่น ๆ
ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการประกอบวงจร
รายการองค์ประกอบของวงจรง่าย ๆ สำหรับการพัฒนาเชิงปฏิบัติและการสร้างรีเลย์โซลิดสเตทแบบทำด้วยตัวเองมีดังนี้:
- ออปโตคัปเปลอร์ประเภท MOS3083
- ประเภท Triac VT139-800
- ชุดทรานซิสเตอร์ KT209
- ตัวต้านทาน, ซีเนอร์ไดโอด, ไฟ LED
ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเหล่านี้ถูกบัดกรีโดยการติดตั้งที่พื้นผิวตามแผนภาพต่อไปนี้:
แผนผังแผนภาพของรีเลย์โซลิดสเตตกำลังต่ำสำหรับการประกอบ DIY ชิ้นส่วนจำนวนน้อยและการติดตั้งบานพับแบบง่ายช่วยให้สามารถบัดกรีวงจรได้อย่างง่ายดาย
เนื่องจากการใช้งานของ optocoupler MOS3083 ในวงจรการสร้างสัญญาณควบคุมแรงดันไฟฟ้าอินพุตอาจแตกต่างกันจาก 5 ถึง 24 โวลต์
และเนื่องจากโซ่ซึ่งประกอบด้วยไดโอดซีเนอร์และตัวต้านทาน จำกัด กระแสไฟ LED ที่ผ่านการควบคุม LED จะลดลงเหลือน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ วิธีนี้ให้อายุการใช้งานที่ยาวนานของ LED ควบคุม
ตรวจสอบวงจรที่ประกอบขึ้นเพื่อตรวจสอบการทำงาน
ต้องตรวจสอบวงจรที่ประกอบขึ้นเพื่อให้สามารถใช้งานได้ ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าโหลด 220 โวลต์กับวงจรสวิตชิ่งผ่าน triac มันเพียงพอที่จะเชื่อมต่ออุปกรณ์วัด - เครื่องทดสอบขนานกับสายสวิตชิ่งของ triac
การตรวจสอบประสิทธิภาพของโซลิดสเตตรีเลย์โดยใช้อุปกรณ์วัด หากแรงดันไฟฟ้าควบคุมถูกนำไปใช้กับอินพุตของอุปกรณ์จะต้องเปิดการเปลี่ยน triac
โหมดการวัดของผู้ทดสอบจะต้องตั้งค่าเป็น "mOhm" และใช้พลังงาน (5-24V) กับวงจรสร้างแรงดันไฟฟ้าควบคุม หากทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้องผู้ทดสอบควรแสดงความต้านทานที่แตกต่างจาก "mOhm" ถึง "kOhm"
ที่อยู่อาศัยเสาหิน
แผ่นอลูมิเนียมหนา 3-5 มม. จะต้องใช้ภายใต้ฐานของเคสโซลิดสเตตในอนาคต ขนาดของแผ่นเพลทนั้นไม่สำคัญ แต่ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสำหรับการกำจัดความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพจาก triac เมื่อองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์นี้ถูกทำให้ร้อน
กรอบสำหรับการเทเคสของอุปกรณ์ในอนาคต ทำจากแถบกระดาษแข็งหรือวัสดุอื่นที่เหมาะสม มันถูกติดตั้งบนพื้นผิวอลูมิเนียมด้วยกาวสากล
พื้นผิวของแผ่นอลูมิเนียมควรเรียบ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องดำเนินการทั้งสองด้าน - เพื่อขัดด้วยกระดาษทรายขัดคุณภาพดี
ในขั้นตอนต่อไปแผ่นที่เตรียมไว้จะถูกติดตั้งด้วย "แบบหล่อ" - เส้นขอบของกระดาษแข็งหนา ๆ หรือพลาสติกติดอยู่รอบ ๆ ขอบ มันควรเป็นกล่องชนิดหนึ่งซึ่งต่อมาจะถูกเติมด้วยอีพ็อกซี่
วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของโซลิดสเตตรีเลย์ที่ประกอบขึ้นด้วย "canopy" ถูกวางไว้ภายในกล่องที่สร้างขึ้น มีเพียง Triac วางอยู่บนพื้นผิวของแผ่นอลูมิเนียม
การติดตั้ง triac บนวัสดุอะลูมิเนียม เงื่อนไขหลักคือต้องกดชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นี้อย่างแน่นหนากับฐานโลหะ นี่เป็นวิธีเดียวที่จะรับประกันการกระจายความร้อนคุณภาพสูงและการทำงานที่เชื่อถือได้
ไม่มีชิ้นส่วนวงจรหรือตัวนำอื่น ๆ ที่ควรสัมผัสพื้นผิวอลูมิเนียม Triac ถูกนำไปใช้กับอลูมิเนียมโดยส่วนหนึ่งของเคสซึ่งออกแบบมาสำหรับการติดตั้งบนหม้อน้ำ
คุณควรใช้แปะทำความร้อนในบริเวณหน้าสัมผัสของตัวทำจาก Triac และพื้นผิวอะลูมิเนียม Triac บางยี่ห้อที่มีขั้วบวกที่ไม่มีฉนวนต้องติดตั้งผ่านแผ่นไมกา
ตัวเลือกในการติด triac กับวัสดุพิมพ์โดยใช้หมุด ที่ด้านหลังหมุดย้ำแบนราบกับพื้นผิวของวัสดุพิมพ์
Triac จะต้องกดลงไปที่ฐานอย่างแน่นหนาด้วยน้ำหนักบางประเภทและเติมด้วยกาวอีพ็อกซี่รอบ ๆ ปริมณฑลหรือยึดด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งโดยไม่รบกวนพื้นผิวด้านหลังของวัสดุพิมพ์ (เช่นหมุดย้ำ)
การเตรียมสารประกอบและการเติมของร่างกาย
สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่แข็งของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะต้องมีการผสมแบบผสม องค์ประกอบของสารผสมขึ้นอยู่กับสององค์ประกอบ:
- อีพ็อกซี่ที่ไม่มีการชุบแข็ง
- ผงเศวตศิลา
ต้องขอบคุณการเติม alabaster ทำให้อาจารย์สามารถแก้ไขปัญหาได้สองอย่างในคราวเดียว - เขาได้รับปริมาณสารฟิลเลอร์ที่ครบถ้วนสมบูรณ์ในปริมาณการใช้อีพอกซีเรซินและสร้างความมั่นคงที่เหมาะสมที่สุด
ส่วนผสมต้องผสมให้เข้ากันหลังจากนั้นคุณสามารถเพิ่มตัวชุบแข็งและผสมให้ละเอียดอีกครั้ง ถัดไปให้ทำการติดตั้ง“ ติดผนัง” อย่างระมัดระวังภายในกล่องกระดาษแข็งด้วยสารประกอบที่สร้างขึ้น
นี่คือลักษณะของโซลิดสเตตรีเลย์ที่ประกอบเสร็จแล้วโดยตัวคุณเอง ค่อนข้างแปลกและไม่ค่อยเรียบร้อย แต่น่าเชื่อถือพอสมควร
การเติมจะทำที่ระดับบนสุดเหลือเพียงส่วนหนึ่งของหัว LED ควบคุมบนพื้นผิว เริ่มแรกพื้นผิวของสารประกอบอาจดูไม่เรียบอย่างสมบูรณ์ แต่หลังจากนั้นสักครู่ภาพจะเปลี่ยน มันยังคงอยู่เพียงเพื่อรอให้ตัวละครแข็งตัวอย่างสมบูรณ์
ในความเป็นจริงคุณสามารถใช้โซลูชันการหล่อที่เหมาะสม เกณฑ์หลักคือองค์ประกอบการหล่อไม่ควรนำไฟฟ้ารวมทั้งความแกร่งของการหล่อที่ดีควรเกิดขึ้นหลังจากการหล่อแข็ง กรณีที่เป็นแม่พิมพ์ของรีเลย์สถานะของแข็งเป็นการป้องกันวงจรอิเล็กทรอนิกส์จากความเสียหายทางกายภาพโดยไม่ได้ตั้งใจ
วิดีโอนี้แสดงให้เห็นถึงวิธีการและบนพื้นฐานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำโซลิดสเตตได้ ผู้เขียนพูดอย่างชัดเจนเกี่ยวกับรายละเอียดทั้งหมดของวิธีปฏิบัติในการผลิตที่เขาพบเป็นการส่วนตัวระหว่างการผลิตสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์:
วิดีโอเกี่ยวกับปัญหาที่คุณอาจประสบหลังจากได้รับ TTR เฟสเดียวจากผู้ขายจากประเทศจีน ระหว่างทางจะทำการทบทวนอุปกรณ์สลับอุปกรณ์:
การผลิตโซลิดสเตตรีเลย์ด้วยตนเองเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ แต่สำหรับผลิตภัณฑ์ภายใต้แรงดันไฟฟ้าต่ำใช้พลังงานค่อนข้างต่ำ
เป็นการยากที่จะสร้างอุปกรณ์ที่ทรงพลังและแรงดันสูงด้วยมือของคุณเอง และการดำเนินการทางการเงินนี้จะมีค่าใช้จ่ายเท่ากันกับสำเนาโรงงานโดยประมาณ ดังนั้นหากจำเป็นจะซื้ออุปกรณ์อุตสาหกรรมสำเร็จรูปได้ง่ายขึ้น
หากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการประกอบรีเลย์สถานะของแข็งกรุณาถามพวกเขาในช่องแสดงความคิดเห็นและเราจะพยายามให้คำตอบที่ชัดเจนอย่างยิ่ง ที่นั่นคุณสามารถแบ่งปันประสบการณ์การถ่ายทอดการผลิตเองหรือให้ข้อมูลที่มีค่าในหัวข้อของบทความ