Relais statiques faits maison - circuit et appareil

Les anciens relais mécaniques présentent deux inconvénients - une faible vitesse et des ressources limitées en termes de nombre de commutations autorisées. Les interrupteurs électroniques qui sont venus les remplacer (un autre nom est un transistor à semi-conducteurs ou relais à triac) sont totalement dépourvus de ces défauts, ce qui a attiré l'attention des spécialistes de l'électronique sur eux. L'absence de pièces mécaniques, ainsi que la simplicité du circuit, permettent de les assembler facilement à la maison. Faire face à cette tâche vous aidera à vous familiariser avec les caractéristiques de l'appareil et le principe de fonctionnement de ces éléments.

Que sont les relais statiques et leur classification

Les relais statiques (ou relais statiques) sont des dispositifs électroniques dont la structure est exempte de composants mécaniques. Le principe de leur fonctionnement repose sur les particularités du fonctionnement des jonctions semi-conductrices, caractérisées par une vitesse de commutation élevée et une protection contre les champs physiques.

La commutation des relais statiques est basée sur le principe de l'actionnement par clé électronique.

Ces produits utilisent traditionnellement des composants électroniques courants tels que des transistors, des diodes commandées ou des thyristors comme éléments clés. Selon les structures utilisées dans leur fabrication, les relais statiques sont subdivisés en dispositifs construits sur la base d'un des éléments répertoriés (relais triac, par exemple).

En fonction des modes de fonctionnement et du type de tensions commutées, les échantillons de relais à semi-conducteurs fabriqués à base de semi-conducteurs sont répartis dans les groupes suivants :

• appareils de commutation de courant continu;
• dispositifs qui contrôlent le fonctionnement des lignes de charge avec des paramètres de courant variables ;
• produits universels opérant dans divers circuits.

Pour les premiers appareils, le contrôle de tensions constantes ne dépassant pas 32 volts est caractéristique. Les représentants des deux positions restantes sont capables de commuter des potentiels d'une amplitude considérable (jusqu'à des dizaines de kilovolts).

Avantages du TTP

Les avantages d'un relais incluent :

• la possibilité de commuter des charges relativement puissantes ;
• haute performance;
• travailler dans des conditions d'isolement galvanique;
• capacité de résister à une surcharge à court terme.

Aucun produit mécanique ou électromécanique ne peut rivaliser avec les interrupteurs électroniques. Par conséquent, les nouvelles structures à base de semi-conducteurs ont complètement remplacé les anciennes conceptions mécaniques.

Les caractéristiques de performance uniques des relais statiques leur permettent d'être utilisés sans aucune restriction avec une augmentation simultanée de la durée de vie. Tous les avantages énumérés de ces appareils sont une excellente raison d'essayer d'assembler un relais à semi-conducteurs de vos propres mains. Les inconvénients de ces produits incluent la nécessité d'une alimentation électrique supplémentaire, ainsi que la nécessité d'éliminer l'excès de chaleur généré lors de l'utilisation de charges puissantes.

Autoproduction

Pour fabriquer un relais de courant de vos propres mains, vous devez vous procurer un certain nombre de composants électroniques qui constituent la base des circuits de commutation. Vous aurez également besoin de matériaux spéciaux à partir desquels le corps du relais fait maison sera fabriqué.

Éléments électroniques

Les pièces communes suivantes sont généralement utilisées comme composants électroniques utilisés dans l'auto-fabrication de l'échantillon SSR le plus simple :

• optocoupleur MOS3083;
• marque triac VT139-800;
• transistor bipolaire de la série KT209;
• un ensemble de résistances, ainsi qu'une diode Zener et une LED qui sert d'indicateur de fonctionnement du relais.

Les éléments électroniques répertoriés sont soudés de manière articulée selon le schéma donné dans les sources. Avec d'autres composants, il contient un transistor clé qui fournit des impulsions stabilisées à la diode de commande de la paire d'optocoupleurs.

Le moment de la livraison est fixé par un élément LED, dont l'utilisation dans le circuit exécutif permet une inspection visuelle.

Sous l'influence de ces impulsions, un fonctionnement instantané du triac semi-conducteur, inclus dans le circuit commuté, se produit. L'utilisation d'une paire d'optocoupleurs dans un tel circuit de commutation permet de contrôler des potentiels constants de 5 à 24 volts.

La chaîne de limitation d'une résistance avec une diode Zener est nécessaire pour réduire l'amplitude du courant traversant la LED et l'élément de commande à une valeur minimale. Cette conception de circuit vous permet de prolonger la durée de vie de la plupart des éléments utilisés dans la construction du circuit.

Conception du corps (jointoiement)

Pour la fabrication du corps du produit préfabriqué, tout d'abord, une plaque en aluminium d'une épaisseur de 3 à 5 mm est nécessaire, elle servira de base à l'assemblage électronique. Les tailles sont librement choisies, à condition qu'elles garantissent une bonne dissipation de la chaleur vers l'environnement. Une autre exigence pour cette pièce est une surface bien traitée, absolument lisse, polie avec un outil spécial ou poncée pour un brillant.

Dans l'étape suivante de préparation du corps, la plaque choisie comme base est équipée d'une bordure constituée d'une bande de carton collée sur le pourtour. De ce fait, vous obtiendrez un petit boîtier conçu pour accueillir le circuit électronique préalablement assemblé. Sur sa base, seul le triac est attaché de manière rigide aux composants, tous les autres éléments sont maintenus à l'intérieur du corps par leurs propres connexions.

Pour le raccordement à la charge et à l'alimentation, les conducteurs correspondants sont sortis de la boîte.

À l'avenir, une fixation fiable de l'ensemble de l'ensemble est assurée par un composé liquide versé dans la boîte, préparé à l'avance dans un récipient approprié. Après durcissement, vous obtenez une structure monolithique, qui n'est pas inférieure aux meilleurs designs industriels en termes de protection contre les vibrations et autres influences. Son seul inconvénient est l'impossibilité de démontage en vue d'une réparation ultérieure du circuit.

Variétés de TTP

Lors de l'assemblage de circuits de relais à semi-conducteurs de vos propres mains, il convient de garder à l'esprit qu'une grande variété de composants peut être utilisée à ces fins. Rien n'empêche une personne qui se met au travail de choisir des transistors à effet de champ modernes, par exemple ceux caractérisés par une vitesse élevée et une faible consommation d'énergie. Ces éléments ne sont contrôlés que par des potentiels, assurant la possibilité de commuter des consommateurs suffisamment puissants. Les structures de champ telles que les MOSFET sont capables de commuter des circuits de charge, dans lesquels la puissance atteint des dizaines de kW.

Pour l'autoproduction d'un relais statique, il est permis de sélectionner d'autres structures semi-conductrices pouvant contrôler des circuits de puissance : des thyristors, par exemple, ou des transistors bipolaires. L'essentiel est qu'ils répondent aux exigences de fonctionnalité de ce circuit et aux paramètres de fonctionnement des éléments qu'il contient. Tout le reste dépend de la préparation et de l'attention de l'interprète.