Главная » Начинающим
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 5000 руб.
Академия Благородных Металлов
2. 1000 руб.
Radio-Sale
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 600 руб.
От пользователей
5. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Похожие статьи:


Твердотельное реле своими руками

Для многих схем силовой электроники твердотельное реле стало не просто желательно но и необходимо. Их преимущество – в  количестве срабатываний несоизмеримо больших, по сравнению с  электромеханическими,  на порядок (а на практике и того больше).

До изготовления твердотельного реле я обычно изготавливал  цепочки из симистора и схемы управления с гальванической развязкой типа симистороной  оптопары MOC30***. Для примера  будем использовать следующие (базовые) компоненты:

  1. Симисторная оптопара MOC3083 (VD1)
  2. Симистор с изолированным анодом марки BT139-800 16A (V1 от Philips)
  3. Сопротивление для ограничения тока через светодиод MOC3083 (R1 750Ом 0,5Вт)
  4. Светодиод индикации АЛ307А (LD1)
  5. Резистор на управляющий электрод симистора 160 Ом (R2 , 0.125Вт)

Схема твердотельное реле
Рис 1

Твердотельное реле – эта как бы инкапсуляция такой цепочки. Для изготовления твердотельного реле воспользуемся рекомендациями предложенными в сборнике [1 ] . В ней автор рекомендует для повышения надежности электронных устройств (и самодельных в том числе) заключать их в эпоксидный брикет, приводя подробное описание данной технологии. Посмотрим, что нам понадобиться для изготовления твердотельного реле по этой методике. (см. фото 1). Отметим попутно, что во время написания статьи [ 1 ] клеевые пистолеты ещё не были столь распространены как сейчас.

Итак, выбираем подложку из металла, который быстро проводит тепло, например алюминий. Размер и толщина подложки выбираются исходя из количества тепла, которое потребуется отвести от симистора с учетом того , что сама подложка для этой цели, может быть установлена на металлической поверхности.  Далее выбираем опалубку для заливки, с таким расчетом, чтобы внутри нее разместить все элементы  указанной цепочки. В качестве опалубки используем любые удобные элементы из пластика напр. цилиндр от пластиковой трубы, часть пластикового короба от кабельного лотка, в моем случае опалубка изготовлена из части пенала для принтерных  расходников. Далее приклеиваем  пистолетом опалубку к подложке, и заклеиваем отверстия и щели, если они есть. Помещаем схему, спаенную и проверенную. Здесь необходимо отметить, что выводы у симистора определяются не всегда однозначно. Чтобы проверить открывается ли симистор от протекания тока через светодиод оптопары MOC3083, в большинстве случаев,  можно узнать (без подключения напряжения 220В),  подцепившись тестером на мегаомах к выходным концам симистора схемы. При открывании симистора сопротивление будет падать от десятком мегаом  до единиц килом (по тестеру).

Для симистора, в обязательном порядке,  делаем промежуточный слой между спинкой корпуса и подложкой из теплопроводной пасты марки КПТ-8. Если у симистора анод не является изолированным,  необходима также изоляционная прокладка, например из  пластинки слюды, вырезанной по размеру корпуса и обработанной пастой КПТ с обеих сторон (все элементы схемы не должны иметь электрического контакта с подложкой!). Далее, прижав корпус симистора,  фиксируем  его на подложке с помощью клеевого пистолета (рис 2).

Укладываем остальные части схемы, обращая внимание, чтобы они не касались металлической подложки, а находились  как бы «на весу».  Готовим компаунд для заливки формы в отдельной емкости. Для этого основной компонент эпоксидки смешиваем с порошком алебастра, не добавляя пока отвердитель. Следует отметить, что алебастр добавляем не только для увеличения объема компаунда, но и для снижения текучести эпоксидки. В противном случае раствор ЭДП будет вытекать через мельчайшие отверстия в форме.  Добавляем отвердитель к полученной массе компаунда и вновь перемешиваем. Масса должна сохранять текучесть.  Заполнив форму не следует беспокоиться об образовавшихся неровностях на поверхности брикета.  (рис 3).

Если расположить его на горизонтальной поверхности, то силы гравитации сделают поверхность достаточно гладкой в течении получаса  (рис 4) и имеющую цвет светлого кофе.  Автор далек от мысли, чтобы настаивать на указанных материалах и технологии, как единственно возможной. Наверняка, например, подойдет использование клея типа «жидкие гвозди» или полиуретановая пена в качестве компаунда, лишь бы материал обладал низкой электропроводностью и достаточной электрической прочностью.

Теперь внимательно посмотрим на исходную схему. Если подключать новоиспеченное реле к Arduino и т.п. устройствам на микроконтроллерах с питанием не более 5В, этой схемы будет достаточно. Что же делать , если необходимо расширить диапазон управляющих напряжений, скажем, от 5 до 24 В? Схемотехника  MOC30** позволяет нам это сделать без дополнительных ухищрений, поскольку диапазон тока через светодиод  оптопары простирается там до 50 мА. Сложнее обстоит дело с индикаторным светодиодом, таким, например, как  АЛ307А . Согласно рекомендациям производителей:  не следует устанавливать постоянный прямой ток /ПР через светодиод, близкий к максимальному пределу, указанному в даташите. Обычно это 20 мА. Длительная работа с таким током снижает долговременную надёжность. Для получения приемлемой яркости свечения достаточно задать ток 4…10 мА. Т.Е. нужно каким-то образом организовать схему так, чтобы ток, протекающий по цепи АЛ307 – 1,2 MOC3083 мало зависел бы от прилагаемого напряжения. Кажется , что наиболее просто этого добиться подключив стабилитрон D  после балластного сопротивления R1, учитывая тот факт, что напряжение на светодиоде, как правило линейно зависит от протекаемого тока, начиная от некоторого уровня (напр. 1,6 В) . В этом случае стабилитрон с  опорным напряжением 3,3В откроется при достижения опорного,  и будет «стравливать»  избыточный ток через себя.

Но более эффективны в этом случае схемы с питанием данной цепи источником тока [ 2, 3 ].

Следуя рекомендациям указанных источников,  построим схему с питанием стабильным током в диапазоне 7—14 мА и в диапазоне питающих напряжений 4—24В.


Рис 2

Освоив данную технологию и «набив руку», без  сомнения, можно изготавливать твердотельные реле в больших количествах  словно «горячие пирожки».  

Литература:

  1. Бирюков С.А.Устройства на микросхемах: цифровые измерительные устройства, источники питания, любительские конструкции, Москва «Солон-Р», 2000, стр. 188
  2. П. Хоровиц, У Хилл  Искусство  схемотехники, Москва, «Мир» ред. М.В. Гальперина 1986 Том 1. Стр.103
  3. Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства (Справочник) М. «Радио и связь» 1984г

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Рисунок 1.
V1 Симистор
BT139-800
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD1 Оптопара
MOC3083M
1 Поиск в FivelВ блокнот
D Стабилитрон3.3 В1 Поиск в FivelВ блокнот
LD1 Светодиод
АЛ307А
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
750 Ом
1 0.5 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
160 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Рисунок 2.
Биполярный транзистор
КТ209К
1 Поиск в FivelВ блокнот
V1 Симистор
BT139-800
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD1 Оптопара
MOC3083M
1 Поиск в FivelВ блокнот
D Стабилитрон3.3 В1 Поиск в FivelВ блокнот
LD1 Светодиод
АЛ307А
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
240 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
4.7 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
160 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 1
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (18) | Я собрал (0) | Подписаться

0
olega88 #
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
А что - неплохо. Заливать прямо наверх пирамидки. Светик -наружу. На следующий ярус- радиатор. Вент. отверстия имеются, там же - клеммы могут быть. Дороговато конечно. Но вот, допустим, совместив это с конкретным прикладным устройством, напр. регулятор скорости двигателя, - то очень даже ничего.
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
Бывает, кстати, когда требуется управление не 5--24В, а ~220В. На это тоже есть решения они вытекают из статьи "регулятор мощности с экономичной схемой управления".
Ответить
0
Боря #
А если через V1 идёт переменное напряжение и сигнал на отпирание симистора берется лишь с одной стороны на 4 выход оптрона, не будет ли так, что V1 будет открываться только в одну сторону?
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
Оптрон при включении включен постоянно, поэтому коммутация V1 - происходит в обе полярности
Ответить
0
Вячеслав #
Большое спасибо за схемку, все работает. Только пересчитал резисторы на 24 вольта. Реле включает у меня нагреватель на 2 кВт.
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
Пожалуйста. Подумываю об использовании такой технологии для более сложных изделий типа ВЧ преобразователей, чтобы избежать влияния параметров среды эксплуатации
Ответить
0
студент #
Вот хочу такой схемой управлять вентилятором на 45Вт U 220 переменки. Надо ли в силовую цепь параллельно вентилятору ставить RC ветвь? Ёмкость должна полностью замещать индуктивное сопротивление обмотки статора или чуть меньше?
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
Да там ставя снабберную цепочку параллельно симистороу . Как правило она состоит из конденсатора 0,1 МкФ и резистора 100-200Ом. Ставят ее давно и традиционно объясняют это предотвращением пробоя от выбросов обратного напряжения. Я же частенько ее не ставлю а беру симистор , рассчитанный на большее напряжение пробоя. По цене это получается не существенно.
Ёмкость должна полностью замещать индуктивное сопротивление обмотки статора или чуть меньше?
К этому вопросу она не имеет отношение. В схеме применяется оптрон , который включается при переходе сетевого напряжения через ноль, поэтому выбросы от индуктивности обмотки по сути отсутствуют.
Ответить
0
Незнайка #
А теперь ещё раз внимательно читаем документацию, здесь сказано, цитирую:
Для предотвращения ложных срабатываний триаков, цепи, использующие четырехквадрантные (4Q) триаки, должны иметь дополнительные компоненты защиты. Это, как правило, демпферная RC-цепочка между силовыми электродами триака, которая используется для ограничения скорости изменения напряжения (dV/dt) и, в некоторых случаях, необходима индуктивность для ограничения скорости изменения тока при коммутации (dIcom/dt). Эти компоненты увеличивают стоимость устройства и его габариты. Кроме того, они могут также уменьшать надежность устройства.
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
Если триак управляется схемой по переходу через 0.т и режим его оказывается более безаварийным. Поэтому никогда не сталкивался с необходимостью использовать эти дополнительные цепи. Любую документацию не следует рассматривать как догму, раз и навсегда написанную. Компоненты тоже изменяются в лучшую сторону со временем, совершенствуются их схемотехника, технология производства улучшаются
Ответить
0
www #
Стабилитрон то зачем там?
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
Светодиоды (в отличие, впрочем от светодиода оптопары) боятся перегрузок,- поэтому и стабилитрон
Ответить
0
oskombaev #
Кто нибудь уже собрал по данной схеме ?
Будет ли она работать для включения обогревателя мощностью 2,5 кВт?
Ответить
0
StrannikM #
Не уверен, насколько хорошая мысль залить в монолит.
Тепловое расширение начинки и компауда разные. Если взять классическую дешёвую эпоксидкку, то со временем от перепадов она может разорвать пайки или выводы.
Это не я придумал. Сталкивался уже с такими случаями в промышленной аппаратуре.
Потому нормальные производители заливают схемы упругим компаудом. А то и чем-то вроде герметика. Но они дороже эпоксидки. И не держат форму. Да ещё и грязь липнет намертво.
Всегда интересовал вопрос. Почему бы на поставить на управляющем входе мостик? Затрат практически ни каких. Диодов мелких как грязи. Зато потом с полярностью не придётся заморачиваться.
Но, на сколько мне известно, у всех ТТ реле необходимо соблюдать полярность.
Или так сделано из каких-то соображений?
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
Это решение для тех , кто не хотел бы связываться с изготовлением печатных плат для таких устройств, являющихся достаточно простыми. Разрывов, вызываемых температурными сдвигами не замечал (навесной мотнаж). Там ещё и клей должен эту проблему смягчать, вследствие пластичности. В цепи управления - два диода (MOC3023 и LED) , что и обеспечивает защиту от неправильной полярности
Ответить
0
oleg5d75 #
Для стабилизации тока через светодиод и расширения диапазона управляющего напряжения можно использовать TL431 или полевик как источник тока
Ответить
0

[Автор]
dkg10 #
С полевиком, конечно, схема проще получится
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Набор начинающего радиолюбителя
Набор начинающего радиолюбителя
AVR-программатор USB ASP Мини гравер 125 Ватт
вверх