Domaći poluprovodnici - sklop i uređaj

Stari mehanički releji imaju dva nedostatka - malu brzinu i ograničeni resurs u pogledu broja dopuštenih prekida. Elektronički prekidači koji su ih došli zamijeniti (drugi naziv je SSD tranzistor ili trijačni relej) potpuno su lišeni tih nedostataka, koji su na njih privukli pažnju stručnjaka za elektroniku. Odsutnost mehaničkih dijelova, kao i jednostavnost kruga, olakšavaju ih sastavljanje kod kuće. Suočavanje s ovim zadatkom pomoći će vam da se upoznate sa značajkama uređaja i načelom rada ovih elemenata.

Što su polustanski releji i njihova klasifikacija

Solid state releji (ili SSR) su elektronički uređaji sa strukturom bez mehaničkih komponenata. Načelo njihova djelovanja temelji se na osobitostima rada poluvodičkih spojeva, karakteriziranih velikom brzinom prebacivanja i zaštitom od fizičkih polja.

Prebacivanje polustanskih releja temelji se na principu elektroničkog aktiviranja ključa.

Ovi proizvodi tradicionalno koriste uobičajene elektroničke komponente kao što su tranzistori, kontrolirane diode ili tiristori kao ključne elemente. Ovisno o strukturi koja se koristi u njihovoj proizvodnji, SSR-ovi se dijele na uređaje izgrađene na temelju jednog od navedenih elemenata (na primjer, trijačni releji).

U skladu s načinima rada i vrstom preklopnih napona, uzorci poluprovodničkih releja proizvedenih na osnovi poluvodiča podijeljeni su u sljedeće skupine:

• uređaji koji uključuju istosmjernu struju;
• uređaji koji kontroliraju rad vodova tereta s promjenjivim trenutnim parametrima;
• univerzalni proizvodi koji rade u raznim krugovima.

Za prve uređaje karakteristična je kontrola stalnih napona ne više od 32 volta. Predstavnici dva preostala položaja sposobni su prebaciti potencijale znatne veličine (do desetaka kilovolta).

Prednosti TTP-a

Prednosti releja uključuju:

• sposobnost prebacivanja relativno snažnih opterećenja;
• visoke performanse;
• rad u uvjetima galvanske izolacije;
• sposobnost podnošenja kratkotrajnog preopterećenja.

Nijedan mehanički ili elektromehanički proizvod ne može se natjecati s elektroničkim prekidačima. Stoga su nove strukture temeljene na poluvodičima u potpunosti zamijenile stare mehaničke dizajne.

Jedinstvene karakteristike performansi SSR-ova omogućuju im upotrebu bez ikakvih ograničenja uz istovremeno povećanje radnog vijeka. Sve navedene prednosti ovih uređaja izvrstan su razlog da vlastitim rukama pokušate sastaviti SSD relej. Mane ovih proizvoda uključuju potrebu za dodatnim napajanjem, kao i potrebu za uklanjanjem viška topline koja nastaje pri radu s velikim opterećenjima.

Samostalna proizvodnja

Da biste izradili trenutni relej vlastitim rukama, trebate se opskrbiti brojnim elektroničkim komponentama koje čine osnovu sklopnih krugova. Trebat će vam i posebni materijali od kojih će biti izrađeno tijelo domaćeg releja.

Elektronički elementi

Sljedeći uobičajeni dijelovi obično se koriste kao elektroničke komponente koje se koriste za samostalnu izradu najjednostavnijeg SSR uzorka:

• optički sprežnik MOS3083;
• trijak marka VT139-800;
• bipolarni tranzistor serije KT209;
• set otpornika, kao i zener dioda i LED koja služi kao pokazatelj rada releja.

Navedeni elektronički elementi zalemljeni su na šarkama prema dijagramu danom u izvorima. Zajedno s ostalim komponentama, sadrži ključni tranzistor koji napaja stabilizirane impulse na upravljačku diodu para optičkog sprežnika.

Trenutak isporuke fiksiran je LED elementom, čija upotreba u izvršnom krugu omogućuje vizualni pregled.

Pod utjecajem tih impulsa događa se trenutni rad poluvodičkog triaka, uključenog u komutirani krug. Upotreba para optičkog sprežnika u takvom sklopnom krugu omogućuje kontrolu stalnih potencijala od 5 do 24 volti.

Ograničavajući lanac otpornika sa zener diodom neophodan je kako bi se amplituda struje koja prolazi kroz LED i upravljački element smanjila na minimalnu vrijednost. Ovaj dizajn sklopa omogućuje vam produženje vijeka trajanja većine elemenata koji se koriste u izradi kruga.

Konstrukcija tijela (punjenje smjesom)

Za proizvodnju tijela predgotovljenog proizvoda, prije svega, potrebna je aluminijska ploča debljine 3-5 mm, koja će poslužiti kao osnova za elektronički sklop. Veličine se slobodno biraju, pod uvjetom da jamče dobro odvođenje topline u okolinu. Još jedan uvjet za ovaj dio je dobro obrađena, apsolutno glatka površina, polirana posebnim alatom ili izbrušena do sjaja.

U sljedećem koraku pripreme tijela, ploča odabrana kao osnova opremljena je obrubom izrađenim od trake kartona zalijepljene oko perimetra. Kao rezultat, dobit ćete malu kutiju dizajniranu za smještaj prethodno sastavljenog elektroničkog sklopa. U osnovi je samo trijak čvrsto povezan s komponentama, a svi ostali elementi u tijelu se drže vlastitim vezama.

Za spajanje na teret i napajanje, odgovarajući vodiči iznose se iz kutije.

U budućnosti se pouzdano pričvršćivanje cijelog sklopa osigurava tekućim spojem ulivenim u kutiju, unaprijed pripremljenom u odgovarajućem spremniku. Nakon stvrdnjavanja dobivate monolitnu strukturu koja nije inferiorna u odnosu na najbolje industrijske dizajne u pogledu zaštite od vibracija i drugih utjecaja. Njegov jedini nedostatak je nemogućnost rastavljanja u svrhu naknadnog popravljanja kruga.

Raznolikosti TTP-a

Prilikom sastavljanja krugova relejnih krugova vlastitim rukama, treba imati na umu da se u te svrhe može koristiti široka paleta komponenata. Ništa ne sprječava osobu koja je na posao odabrala moderne tranzistore s poljskim efektima, na primjer, karakterizirane velikom brzinom i malom potrošnjom energije. Ovim elementima upravljaju samo potencijali, osiguravajući mogućnost prebacivanja dovoljno snažnih potrošača. Strukture polja kao što su MOSFET-ovi sposobni su prebacivati ​​krugove opterećenja u kojima snaga doseže desetke kW.

Za samoproizvodnju čvrstog stanja releja dopušteno je odabrati druge poluvodičke strukture koje mogu upravljati krugovima snage: tiristori, na primjer, ili bipolarni tranzistori. Glavna stvar je da ispunjavaju zahtjeve za funkcionalnost ovog kruga i radne parametre elemenata koji su u njemu uključeni. Sve ostalo ovisi o pripremljenosti i pažnji izvođača.