โซลิดสเตตรีเลย์ที่ต้องทำด้วยตัวเอง: คำแนะนำในการประกอบและเคล็ดลับการเชื่อมต่อ

โซลิดสเตตรีเลย์ (SSR) เป็นอุปกรณ์จากชุดส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ใช่กลไกการไม่มีกลไกเปิดโอกาสให้ผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สร้างโซลิดสเตตรีเลย์ด้วยมือของตนเองเพื่อการใช้งานส่วนตัว

ลองพิจารณาความเป็นไปได้นี้โดยละเอียด

การออกแบบและหลักการทำงานของ TTR

แม้ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าวส่วนใหญ่จะประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของกลุ่มผู้ติดต่อ แต่โซลิดสเตตรีเลย์ไม่มีชิ้นส่วนดังกล่าวเลย การสลับวงจรโดยวงจรอุปกรณ์นั้นดำเนินการตามหลักการของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ และบทบาทของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์มักจะเล่นโดยเซมิคอนดักเตอร์ที่สร้างขึ้นในร่างกายของรีเลย์ - ทรานซิสเตอร์กำลัง, ไทรแอก, ไทริสเตอร์

ก่อนที่จะพยายามสร้างโซลิดสเตตรีเลย์ด้วยตัวเอง คุณควรทำความคุ้นเคยกับการออกแบบพื้นฐานของอุปกรณ์ดังกล่าวและทำความเข้าใจหลักการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวก่อน

การผลิตทางอุตสาหกรรมผลิตรีเลย์โซลิดสเตตที่มีการกำหนดค่าหลากหลาย ซึ่งออกแบบมาสำหรับสภาวะการใช้งานที่หลากหลาย ทางเลือกของการปรับเปลี่ยนมีมากมาย

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาอุปกรณ์อย่างละเอียดเราควรเน้นถึงข้อดีของ TTP ทันที:

• การสลับโหลดอันทรงพลัง
• ความเร็วในการเปลี่ยนสูง
• การแยกกัลวานิกในอุดมคติ
• ความสามารถในการรองรับการโอเวอร์โหลดสูงในระยะเวลาอันสั้น

ในบรรดาโครงสร้างทางกลนั้นไม่สามารถค้นหารีเลย์ที่มีพารามิเตอร์คล้ายกันได้ โดยทั่วไป ข้อดีของรีเลย์โซลิดสเตตที่สัมพันธ์กับคู่ทางกลจะแสดงอยู่ในรายการที่น่าประทับใจ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สองตัวที่มีการสลับวงจรตามหน้าที่: ด้านซ้ายมีพื้นฐานการออกแบบโซลิดสเตต ทางด้านขวาคือระบบสวิตช์เชิงกลแบบดั้งเดิม

สภาพการทำงานของ TSR ในทางปฏิบัติไม่ได้จำกัดการใช้อุปกรณ์เหล่านี้ นอกจากนี้การไม่มีชิ้นส่วนกลไกที่เคลื่อนไหวยังส่งผลดีต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์อีกด้วย ดังนั้นจึงมีเหตุผลทุกประการในการเริ่มทำงานกับโซลิดสเตตรีเลย์ - เพื่อประกอบอุปกรณ์ด้วยตัวเอง

อย่างไรก็ตามเพื่อความเป็นธรรมพร้อมกับแง่บวกก็คุ้มค่าที่จะสังเกตคุณสมบัติของรีเลย์ซึ่งมีลักษณะเป็นข้อเสีย ดังนั้นตามกฎแล้วสำหรับการใช้งานอุปกรณ์ที่ทรงพลังจำเป็นต้องมีองค์ประกอบการออกแบบเพิ่มเติมซึ่งออกแบบมาเพื่อขจัดความร้อน

ในกรณีที่มีการสลับโหลดที่ทรงพลัง รีเลย์โซลิดสเตตจะถูกเสริมด้วยหม้อน้ำระบายความร้อนที่ทรงพลังเกือบทุกครั้ง ประเด็นนี้ค่อนข้างซับซ้อนในการใช้ TTP

หม้อน้ำระบายความร้อนสำหรับรีเลย์โซลิดสเตตมีขนาดโดยรวมมากกว่าขนาดของรีเลย์โซลิดสเตตหลายเท่าซึ่งจะช่วยลดความสะดวกและความสมเหตุสมผลในการติดตั้ง

อุปกรณ์ TSR ในระหว่างการทำงาน (ในสถานะปิด) ให้กระแสรั่วไหลย้อนกลับและแสดงลักษณะแรงดันไฟฟ้ากระแสไม่เชิงเส้น รีเลย์โซลิดสเตตบางตัวเท่านั้นที่สามารถใช้งานได้โดยไม่มีข้อจำกัดในลักษณะของแรงดันไฟฟ้าที่เปิดสวิตช์

ออกแบบสำหรับใช้กับวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้จะโดดเด่นด้วยขนาดที่เล็กและกำลังสวิตชิ่งต่ำ

อุปกรณ์บางประเภทได้รับการออกแบบมาให้เปลี่ยนเฉพาะกระแสตรงเท่านั้น การนำโซลิดสเตตรีเลย์เข้าสู่วงจรมักจะต้องมีมาตรการเพิ่มเติมเพื่อป้องกันสัญญาณเตือนที่ผิดพลาด

โซลิดสเตตรีเลย์มักพบได้ทั่วไป แผงไฟฟ้าของอพาร์ตเมนต์.

โซลิดสเตตรีเลย์ทำงานอย่างไร?

สัญญาณควบคุม (โดยปกติจะเป็นแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำที่มาจากตัวควบคุมควบคุม) จะถูกส่งไปยัง LED ของคู่ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ในวงจร SSR LED จะเริ่มเปล่งแสงไปทางโฟโตไดโอด ซึ่งจะเปิดออกและเริ่มส่งผ่านกระแสไฟ

แผนภาพ SSR ทั่วไปที่แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานอย่างไร: 1 – แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าควบคุม; 2 – ออปโตคัปเปลอร์ภายในตัวเรือนรีเลย์ 3 – โหลดแหล่งกระแส; 4 - โหลด

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโฟโตไดโอดจะมาถึงอิเล็กโทรดควบคุมของทรานซิสเตอร์หลักหรือไทริสเตอร์ กุญแจเปิดและปิดวงจรโหลด

นี่คือการทำงานของฟังก์ชันการสลับอุปกรณ์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดมักจะถูกปิดล้อมอยู่ในตัวเรือนเสาหิน ที่จริงแล้วนั่นคือสาเหตุที่อุปกรณ์นี้ถูกเรียกว่าโซลิดสเตตรีเลย์

คุณสามารถอ่านเกี่ยวกับวิธีเชื่อมต่อโซลิดสเตตรีเลย์ได้ วัสดุนี้.

ประเภทของโซลิดสเตตสวิตช์

กลุ่มอุปกรณ์ที่มีอยู่ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มตามหมวดหมู่ของโหลดที่เชื่อมต่อ คุณสมบัติของการควบคุมแรงดันไฟฟ้า และการสลับ

ดังนั้นจะมีทั้งหมด 3 กลุ่ม คือ

1. อุปกรณ์ที่ทำงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง
2. อุปกรณ์ที่ทำงานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ
3. การออกแบบที่เป็นสากล

กลุ่มแรกแสดงโดยอุปกรณ์ที่มีพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าควบคุมการทำงาน 3 - 32 โวลต์ เหล่านี้เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดค่อนข้างเล็กพร้อมไฟ LED ซึ่งสามารถทำงานได้โดยไม่หยุดชะงักที่อุณหภูมิ -35 / +75 ºС

การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าเฟสเดียวนอกจากนี้ยังมีตัวเลือกการออกแบบอื่น ๆ แต่ไม่ค่อยบ่อยนัก

กลุ่มที่สองคืออุปกรณ์ที่มีไว้สำหรับการติดตั้งในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ ต่อไปนี้คือการออกแบบ TSR สำหรับการติดตั้งในเครือข่าย AC ซึ่งควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า 24 - 250 โวลต์ มีอุปกรณ์ที่สามารถสลับโหลดพลังงานสูงได้

กลุ่มที่สามคืออุปกรณ์สำหรับการใช้งานทั่วไป วงจรของอุปกรณ์ประเภทนี้รองรับการกำหนดค่าด้วยตนเองเพื่อใช้ในบางสภาวะ

ขึ้นอยู่กับลักษณะของโหลดที่เชื่อมต่อ ควรแยกแยะรีเลย์โซลิดสเตต AC สองประเภท: เฟสเดียวและสามเฟส ทั้งสองประเภทได้รับการออกแบบมาสำหรับการสลับโหลดที่ค่อนข้างทรงพลังที่กระแส 10 - 75 A ในกรณีนี้ค่ากระแสระยะสั้นสูงสุดสามารถเข้าถึง 500 A

รุ่นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าสามเฟส มักใช้เป็นตัวควบคุมเชิงเส้นของเครื่องทำความร้อนไฟฟ้ากำลังสูง (TEH)

โหลดที่เปลี่ยนโดยรีเลย์โซลิดสเตตอาจเป็นวงจรแบบคาปาซิทีฟ ตัวต้านทาน หรืออุปนัย การออกแบบสวิตช์ช่วยให้สามารถควบคุมองค์ประกอบความร้อน หลอดไส้ และมอเตอร์ไฟฟ้าได้อย่างราบรื่น โดยปราศจากเสียงรบกวนที่ไม่จำเป็น

ความน่าเชื่อถือของการดำเนินงานค่อนข้างสูง แต่ในหลาย ๆ ด้าน ความเสถียรและความทนทานของโซลิดสเตตรีเลย์นั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของการผลิตผลิตภัณฑ์ ดังนั้นอุปกรณ์ที่ผลิตภายใต้ชื่อแบรนด์บางชื่อ "Impuls" มักถูกกล่าวถึงว่ามีอายุการใช้งานสั้น

ในทางกลับกัน ผลิตภัณฑ์ของชไนเดอร์ อิเล็คทริคไม่มีที่ว่างสำหรับการวิพากษ์วิจารณ์

วิธีทำ TTP ด้วยมือของคุณเอง?

เมื่อพิจารณาถึงคุณสมบัติการออกแบบของอุปกรณ์ (เสาหิน) วงจรไม่ได้ประกอบบนกระดานข้อความตามธรรมเนียม แต่โดยการติดตั้งบนพื้นผิว

นี่คือลักษณะของการออกแบบโซลิดสเตตรีเลย์แบบโฮมเมด การทำเรื่องแบบนี้ไม่ใช่เรื่องยาก สิ่งที่คุณต้องมีคือทักษะพื้นฐานด้านอิเล็กทรอนิกส์และช่างไฟฟ้า ต้นทุนวัสดุมีน้อย

มีวิธีแก้ไขปัญหาวงจรมากมายในทิศทางนี้ที่สามารถพบได้ ตัวเลือกเฉพาะขึ้นอยู่กับกำลังสวิตชิ่งที่ต้องการและพารามิเตอร์อื่นๆ

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการประกอบวงจร

รายการองค์ประกอบของวงจรอย่างง่ายสำหรับการพัฒนาในทางปฏิบัติและสร้างโซลิดสเตตรีเลย์ด้วยมือของคุณเองมีดังนี้:

1. ออปโตคัปเปลอร์ประเภท MOS3083
2. ไทรแอกประเภท VT139-800
3. ทรานซิสเตอร์ซีรีย์ KT209
4. ตัวต้านทาน, ซีเนอร์ไดโอด, LED

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ระบุทั้งหมดได้รับการบัดกรีโดยการติดตั้งบนพื้นผิวตามแผนภาพต่อไปนี้:

แผนผังของรีเลย์โซลิดสเตตกำลังต่ำสำหรับการประกอบ DIY ชิ้นส่วนจำนวนเล็กน้อยและการติดตั้งแบบบานพับอย่างง่ายทำให้คุณสามารถบัดกรีวงจรได้โดยไม่ยาก

ด้วยการใช้ออปโตคัปเปลอร์ MOS3083 ในวงจรสร้างสัญญาณควบคุม แรงดันไฟฟ้าอินพุตอาจแตกต่างกันได้ตั้งแต่ 5 ถึง 24 โวลต์

และเนื่องจากสายโซ่ประกอบด้วยซีเนอร์ไดโอดและตัวต้านทานจำกัด กระแสที่ไหลผ่าน LED ควบคุมจึงลดลงเหลือน้อยที่สุด โซลูชันนี้ช่วยรับประกันอายุการใช้งานที่ยาวนานของ LED ควบคุม

ตรวจสอบการทำงานของวงจรที่ประกอบแล้ว

ต้องตรวจสอบวงจรที่ประกอบแล้วเพื่อดูการทำงาน ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าโหลด 220 โวลต์เข้ากับวงจรสวิตชิ่งผ่านไตรแอค เพียงเชื่อมต่ออุปกรณ์วัด - ผู้ทดสอบ - ขนานกับเส้นเปลี่ยนวงจรไทรแอคก็เพียงพอแล้ว

ตรวจสอบประสิทธิภาพของโซลิดสเตตรีเลย์โดยใช้อุปกรณ์วัดหากใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมกับอินพุตของอุปกรณ์ ต้องเปิดจุดเชื่อมต่อไตรแอกไว้

ต้องตั้งค่าโหมดการวัดของเครื่องทดสอบเป็น "mOhm" และต้องจ่ายพลังงาน (5-24V) ให้กับวงจรสร้างแรงดันไฟฟ้าควบคุม หากทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้อง ผู้ทดสอบควรแสดงค่าความต้านทานตั้งแต่ "mOhm" ถึง "kOhm"

การก่อสร้างตัวถังเสาหิน

ใต้ฐานของตัวเรือนโซลิดสเตตรีเลย์ในอนาคตคุณจะต้องมีแผ่นอลูมิเนียมหนา 3-5 มม. ขนาดของแผ่นไม่สำคัญ แต่ต้องสอดคล้องกับเงื่อนไขในการกำจัดความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพจากไทรแอคเมื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นี้

กรอบสำหรับเทตัวเครื่องในอนาคต ผลิตจากแถบกระดาษแข็งหรือวัสดุอื่นที่เหมาะสม แก้ไขบนพื้นผิวอลูมิเนียมด้วยกาวอเนกประสงค์

พื้นผิวของแผ่นอลูมิเนียมจะต้องเรียบ นอกจากนี้จำเป็นต้องดำเนินการทั้งสองด้าน - ทำความสะอาดด้วยกระดาษทรายละเอียดและขัดเงา

ในขั้นต่อไปแผ่นที่เตรียมไว้จะติดตั้ง "แบบหล่อ" - ติดกาวรอบปริมณฑลของขอบที่ทำจากกระดาษแข็งหนาหรือพลาสติก คุณควรได้รับกล่องชนิดหนึ่งซึ่งต่อมาจะเต็มไปด้วยอีพอกซีเรซิน

วงจรรีเลย์โซลิดสเตตอิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบขึ้นด้วย "หลังคา" ถูกวางไว้ภายในกล่องที่สร้างขึ้น เฉพาะไทรแอกเท่านั้นที่วางอยู่บนพื้นผิวของแผ่นอลูมิเนียม

การยึดไทรแอกบนพื้นผิวอะลูมิเนียม เงื่อนไขหลักคือต้องกดชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นี้เข้ากับฐานโลหะให้แน่น นี่เป็นวิธีเดียวที่จะรับประกันการระบายความร้อนคุณภาพสูงและการทำงานที่เชื่อถือได้

ห้ามมิให้ชิ้นส่วนวงจรหรือตัวนำอื่นสัมผัสกับพื้นผิวอะลูมิเนียม ไทรแอกติดอยู่กับอะลูมิเนียมโดยเป็นส่วนหนึ่งของตัวเครื่องที่ออกแบบมาเพื่อติดตั้งบนหม้อน้ำ

ควรใช้ครีมนำความร้อนบนพื้นที่สัมผัสของตัวไตรแอคและพื้นผิวอะลูมิเนียม ไทรแอกบางยี่ห้อที่มีขั้วบวกแบบไม่หุ้มฉนวนจะต้องติดตั้งผ่านปะเก็นไมกา

ตัวเลือกสำหรับการติดไทรแอคกับวัสดุพิมพ์โดยใช้หมุดย้ำ ด้านหลัง หมุดย้ำจะเรียบเสมอกับพื้นผิวของวัสดุพิมพ์

ต้องกด Triac เข้ากับฐานให้แน่นโดยมีน้ำหนักบางประเภทแล้วเทกาวอีพ๊อกซี่รอบปริมณฑลหรือยึดด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งโดยไม่รบกวนพื้นผิวเรียบของด้านหลังของวัสดุพิมพ์ (เช่นด้วยหมุดย้ำ)

เตรียมส่วนผสมและเทตัว

ในการผลิตตัวเครื่องที่เป็นของแข็งของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณจะต้องสร้างส่วนผสมแบบผสม องค์ประกอบของส่วนผสมผสมนั้นทำขึ้นจากส่วนประกอบสองส่วน:

1. อีพอกซีเรซินไม่มีสารชุบแข็ง
2. ผงเศวตศิลา.

ด้วยการเพิ่มเศวตศิลาปรมาจารย์สามารถแก้ปัญหาสองข้อในคราวเดียว - เขาได้รับสารประกอบการเทในปริมาณที่หมดจดโดยการใช้อีพอกซีเรซินเล็กน้อยและสร้างการเติมที่มีความสม่ำเสมอที่เหมาะสมที่สุด

ต้องผสมส่วนผสมให้ละเอียดหลังจากนั้นคุณสามารถเพิ่มสารทำให้แข็งตัวและผสมให้เข้ากันอีกครั้ง ถัดไปการติดตั้ง "บานพับ" ภายในกล่องกระดาษแข็งจะถูกเติมด้วยสารประกอบที่สร้างขึ้นอย่างระมัดระวัง

นี่คือลักษณะของสำเนาโซลิดสเตตรีเลย์ที่ต้องทำด้วยตัวเองที่เสร็จแล้ว ค่อนข้างแปลกและไม่เรียบร้อยมากนัก แต่ค่อนข้างน่าเชื่อถือ

การเติมเสร็จสิ้นที่ระดับบนสุด โดยเหลือเพียงส่วนหนึ่งของหัว LED ควบคุมบนพื้นผิว ในตอนแรกพื้นผิวของสารประกอบอาจดูไม่เรียบนัก แต่เมื่อผ่านไประยะหนึ่งภาพก็จะเปลี่ยนไป สิ่งที่เหลืออยู่คือรอให้การหล่อแข็งตัวโดยสมบูรณ์

ที่จริงแล้วคุณสามารถใช้วิธีแก้ปัญหาใด ๆ ที่เหมาะกับการหล่อได้เกณฑ์หลักคือองค์ประกอบการหล่อไม่ควรนำไฟฟ้ารวมทั้งควรมีระดับความแข็งแกร่งในการหล่อที่ดีหลังจากการแข็งตัว ตัวเรือนรีเลย์โซลิดสเตตแบบหล่อเป็นชนิดของการป้องกันวงจรอิเล็กทรอนิกส์จากความเสียหายทางกายภาพโดยไม่ตั้งใจ

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

วิดีโอนี้แสดงวิธีการและพื้นฐานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถสร้างโซลิดสเตตรีเลย์ได้ ผู้เขียนพูดอย่างชัดเจนเกี่ยวกับรายละเอียดทั้งหมดของวิธีปฏิบัติด้านการผลิตที่เขาพบเป็นการส่วนตัวระหว่างการผลิตสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์:

วิดีโอเกี่ยวกับปัญหาที่คุณอาจพบหลังจากซื้อ SSR เฟสเดียวจากผู้ขายจากประเทศจีน ระหว่างทางเขาดำเนินการทบทวนการออกแบบอุปกรณ์สวิตชิ่ง:

การผลิตโซลิดสเตตรีเลย์ด้วยตนเองเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้อย่างสมบูรณ์ แต่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์สำหรับโหลดแรงดันต่ำที่ใช้พลังงานค่อนข้างต่ำ

เป็นการยากที่จะสร้างอุปกรณ์ที่ทรงพลังและไฟฟ้าแรงสูงด้วยมือของคุณเอง และการร่วมลงทุนทางการเงินครั้งนี้จะมีราคาเท่ากับมูลค่าสำเนาของโรงงาน ดังนั้นหากจำเป็นก็จะง่ายกว่าที่จะซื้ออุปกรณ์อุตสาหกรรมสำเร็จรูป

หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับการประกอบโซลิดสเตตรีเลย์ โปรดถามพวกเขาในส่วนความคิดเห็น แล้วเราจะพยายามให้คำตอบที่ชัดเจนมาก คุณสามารถแบ่งปันประสบการณ์ในการทำรีเลย์ด้วยตัวเองหรือให้ข้อมูลอันมีค่าในหัวข้อของบทความได้ที่นั่น