Твердотільне реле своїми руками: схема

56 0 Новини високих технологій

Виготовити твердотільне реле своїми руками під силу навіть починаючому радіоаматорові. Нічого складного в конструкції цього пристрою немає, але розібратися з схемотехнікою, особливостями застосування і підключення, все ж потрібно. Твердотільне реле – це елемент, виготовлений на основі напівпровідників. У його конструкції є силові ключі на симісторах, тиристорах чи транзисторах. Ці реле, що працюють безшумно, є гарною заміною контакторів і пускачів. З їх допомогою пристрої підключаються більш надійно і безпечно.


Проста схема реле

В силовій електроніці часто виникає необхідність використовувати одно - 3 х-фазне твердотільне реле. Своїми руками виготовити цей пристрій можна за однією із схем, представлених у статті.
Твердотільне реле своїми руками: схема
Перевага твердотільного реле перед механічними контакторами очевидно – у них ресурс набагато вище. І це з-за того, що в них немає жодного механічного компонента, а саме вони є найбільш уразливими. Для виготовлення твердотільного реле можна використовувати ланцюжки, що складаються з схеми управління і симістора. Гальванічну розв'язку здійснює симисторная оптопара. У схемі використовуються такі елементи:
  • Оптопара типу МОС3083.
  • Сімістор марки ВТ139-80016А з ізольованим анодом.
  • Обмежуючий резистор, який знижує струм, що проходить через світлодіод.
  • Світлодіод для індикації роботи пристрою.
  • До керуючого електроду симістора підключається резистор 160 Ом.
  • А тепер давайте розглянемо більш детально процес виготовлення пристрою.


    Особливості процесу виготовлення

    Рекомендується укладати всі елементи схеми в металевий корпус, щоб охолодження відбувалося набагато краще. Для надійності потрібно заливати короб за допомогою клейового пістолета. Головне при роботі – це правильно підібрати металеву підкладку, щоб забезпечити найкраще відведення тепла. Для виготовлення використовується опалубка, в яку укладається твердотільне реле постійного струму. Своїми руками виготовити її можна з будь-якого матеріалу. Ідеально підійде пластикова коробка або відрізок труби. Все залежить від того, який розмір у вироби. Металева підкладка повинна розміщуватися у цій опалубці. Ретельно потрібно залити клеєм всі елементи схеми, отвори в корпусі, щоб забезпечити якісну ізоляцію. Зверніть увагу на те, що у сімісторов висновки зазвичай неоднозначно визначаються, тому їх потрібно перевірити заздалегідь. Для перевірки відкриття симістора необхідно використовувати мегомметр. Як тільки симистор відкриється, опір зміниться від декількох десятків мегаом до 1-2 кОм.

    Особливості пристрою твердотільного реле

    Незалежно від того, який виробник твердотільного реле, елементна база у нього постійна – у рідкісних випадках можна знайти незначні відмінності. На вході зазвичай встановлюється резистор, що з'єднується він послідовно з оптичним пристроєм. Іноді опір виготовляється за складної конструкції, в яку включається захист від зворотної полярності і регулятор струму. Потрібно виділити такі властивості твердотільні реле:
  • За допомогою оптичної розв'язки забезпечується ізоляція різних ланцюгів електронного пристрою.
  • За допомогою перемикає ланцюга вдається здійснити подачу на навантаження живлячої напруги.
  • З допомогою тригерній ланцюга обробляється вхідний сигнал і відбувається його перехід на вихід.
  • Промисловий зразок Siemens V23103-S2232-B302

    Схема твердотільного наведена на рисунку:
    Твердотільне реле своїми руками: схема
    За цією схемою своїми руками твердотільне реле можна досить швидко виготовити, труднощів при цьому не виникне. Головне – це знайти необхідні компоненти або аналоги. Захист може знаходитися як всередині корпуса реле, так і окремо. Тепер потрібно розглянути додаткові пристрої, які необхідно використовувати спільно з реле.

    Особливості захисної ланцюга

    Як бачите, труднощі при виготовленні немає ніяких. Якщо сумніваєтеся у своїх силах, то краще, звичайно, придбати промисловий зразок пристрою. Можна виділити ключові особливості саморобних реле:
  • Керуюча напруга – 330 В, постійний струм.
  • До виходу допускається підключати джерела напругою 115280 Ст.
  • Вихідна потужність 400 Вт.
  • Мінімальний струм, при якому працює пристрій, складає близько 50 мА.
  • Якщо пристрій використовується для комутації низьких струмів (до 2 А), то немає необхідності встановлювати радіатор. Але якщо струми високі, буде відбуватися сильний нагрів елементів. Тому про охолодження потрібно подбати – встановіть додатковий радіатор і кулер (якщо є можливість організувати харчування для нього).
    Твердотільне реле своїми руками: схема
    Зверніть увагу на те, що при управлінні асинхронними моторами потрібно збільшувати приблизно в 10 разів запас по струму. При запуску двигун «тягне» з мережі струм, який у кілька разів перевищує робоче значення. Саме з цієї причини потрібно використовувати силові елементи зі значним запасом по струму.

    Особливості роботи і схеми включення реле

    При виготовленні своїми руками твердотільного реле на польовому транзисторі важливо враховувати параметри схеми, в якій воно буде використовуватися. Але давайте, щоб розібратися в особливостях роботи твердотільних елементів, розглянемо звичайні електромагнітні реле. У них, коли на обмотку подається напруга, генерується магнітне поле. З його допомогою відбувається притягання контактів.
    Твердотільне реле своїми руками: схема
    При цьому ланцюг або розмикається, або замикається. Є один недолік у такого механізму – є в конструкції чимало рухливих елементів. У твердотільних їх немає, а це є основною перевагою. Також можна виділити наступні особливості:
  • Включення і відключення навантаження відбувається тільки в тому випадку, коли напруга проходить через нуль.
  • При роботі не відбувається поява перешкод електричного типу.
  • Досить великий діапазон напруг, при якому працює пристрій.
  • Між ланцюгами управління і навантаженням якісна ізоляція.
  • Висока механічна міцність виробу.
  • А ще при роботі не видається жодного звуку – просто відкривається і закривається перехід напівпровідника.

    Приклад підключення твердотільного реле

    Ви знаєте, як виготовити твердотільне реле своїми руками. Аналоги такого пристрою в продажу трапляються досить часто. Можна використовувати як аматорські схеми, так і промислові – залежить від того, які можливості потрібно отримати від пристрою. За допомогою такого пристрою забезпечується контакт високовольтної і низьковольтної ланцюгів. Велика частина промислових пристроїв і саморобок має схожу структуру. Відмінності несуттєві, на роботу не впливають ніяк. Переконатися в цьому неважко. На малюнку наведена найпростіша схема включення реле:
    Твердотільне реле своїми руками: схема
    Структура пристрою:
  • Оптична розв'язка ланцюгів.
  • Тригерна ланцюг (може бути декілька).
  • Захисні пристрої і перемикачі.
  • Входи.
  • Вхід – це первинна ланцюг, в якій встановлюється постійний опір. Функція входу полягає в прийомі сигналу і передачі потрібної команди на пристрій, яке виробляє комутацію навантаження.

    Розв'язка оптичного типу

    Твердотільне реле своїми руками: схема
    Оптична розв'язка – це прилад, який здійснює ізоляцію входів і виходів. Коли відбувається обробка сигналу, що надходить на вхід, обов'язково потрібно використовувати триггерную ланцюг. Це окремий компонент, але іноді він включений в конструкцію оптичної розв'язки. Ланцюг перемикання використовується в тому випадку, коли потрібно подати напругу на навантаженні.