Les anciens relais mécaniques se caractérisent par deux inconvénients: faible vitesse et ressources limitées en nombre de commutations autorisées. Les interrupteurs électroniques qui sont venus les remplacer (un autre nom est un transistor à semi-conducteurs ou un relais triac) sont totalement dépourvus de ces défauts, qui ont attiré l'attention des experts en électronique. L'absence de pièces mécaniques, ainsi que la simplicité du circuit facilitent leur montage à domicile. La familiarisation avec la tâche aidera à se familiariser avec les caractéristiques de l'appareil et le principe de fonctionnement de ces éléments.
Quels sont les relais statiques et leur classification
Les relais à semi-conducteurs (ou TTR) sont des dispositifs électroniques dont la structure ne contient pas de composants mécaniques. Le principe de leur fonctionnement est basé sur les caractéristiques des jonctions semi-conductrices, caractérisées par une vitesse de commutation élevée et une sécurité contre les champs physiques.
La commutation des relais statiques est basée sur le principe du déclenchement d'une clé électronique.
Les composants électroniques couramment utilisés tels que les transistors, les diodes ou les thyristors sont traditionnellement utilisés comme éléments clés de ces produits. Selon les structures utilisées dans leur fabrication, les TTR sont divisés en appareils construits sur la base d'un des éléments répertoriés (relais sur triacs par exemple).
En fonction des modes de fonctionnement et du type de tensions de commutation, les échantillons de relais statiques fabriqués à base de semi-conducteurs sont répartis dans les groupes suivants:
- Dispositifs de commutation CC;
- dispositifs qui contrôlent le fonctionnement des lignes de charge avec des paramètres de courant variables;
- produits universels opérant dans différentes chaînes.
Les premiers appareils sont caractérisés par une commande de tension constante de pas plus de 32 volts. Les représentants des deux positions restantes sont capables de commuter des potentiels importants (jusqu'à des dizaines de kilovolts).
Avantages de TTR
Les avantages du relais incluent:
- la possibilité de commuter des charges relativement puissantes;
- haute vitesse;
- travailler dans des conditions d'isolement galvanique;
- capacité à résister à des surcharges à court terme.
Aucun échantillon de produits mécaniques ou électromécaniques n'est en mesure de rivaliser avec les interrupteurs électroniques. Par conséquent, de nouvelles structures basées sur des semi-conducteurs ont complètement remplacé les anciens échantillons mécaniques.
Les caractéristiques opérationnelles uniques du TTR permettent de les utiliser sans aucune restriction tout en augmentant le temps de réponse. Tous ces avantages 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 le besoin de puissance supplémentaire, ainsi que la nécessité d'éliminer l'excès de chaleur généré lors du travail avec des charges puissantes.
Fais le toi-même
Pour créer un relais de courant de vos propres mains, vous devez vous approvisionner en un certain nombre de composants électroniques qui constituent la base des circuits de commutation. En outre, des matériaux spéciaux seront nécessaires à partir desquels le corps d'un relais fait maison sera fabriqué.
Éléments électroniques
Les parties communes suivantes sont généralement utilisées comme composants électroniques utilisés dans la fabrication indépendante de l'échantillon TTR le plus simple:
- optocoupleur MOS3083;
- Triac VT139-800;
- transistor bipolaire série KT209;
- un ensemble de résistances, ainsi qu'une diode zener et une LED, qui sert d'indicateur du 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 optocoupleur.
Le moment d'avance est fixé par un élément LED dont l'utilisation dans le circuit de l'actionneur permet un contrôle visuel.
Sous l'influence de ces impulsions, un déclenchement instantané d'un triac semi-conducteur connecté à un circuit commuté se produit. L'utilisation d'une paire d'optocoupleurs dans un tel circuit permet de contrôler des potentiels constants de 5 à 24 volts.
Une chaîne limite 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. Une telle solution de circuit vous permet de prolonger la durée de vie de la plupart des éléments utilisés dans la construction du circuit.
Conception de boîtier (remplissage composé)
Pour la fabrication du corps du produit préfabriqué, tout d'abord, une plaque d'aluminium d'une épaisseur de 3 à 5 mm sera nécessaire, elle servira de base à l'assemblage électronique. Les dimensions sont choisies arbitrairement, à condition qu'elles garantissent une bonne dissipation thermique dans l'environnement. Une autre exigence pour cette pièce est une surface bien traitée, absolument lisse, polie avec un outil spécial ou polie avec un papier de verre pour un éclat.
À l'étape suivante de préparation du boîtier, la plaque choisie comme base est équipée d'une bordure d'une bande de carton collée autour du périmètre. Le résultat est un petit boîtier conçu pour accueillir le circuit électronique précédemment assemblé. Sur la base de ses composants, seul un triac est fixé de manière rigide, tous les autres éléments sont maintenus à l'intérieur du boîtier en raison de leurs propres connexions.
Pour se connecter à la charge et à l'alimentation, les conducteurs correspondants sont sortis à l'extérieur du boîtier.
À l'avenir, des éléments de fixation fiables de l'ensemble complet sont fournis par un composé liquide versé dans la boîte, préparé à l'avance dans un récipient approprié. Après durcissement, une structure monolithique sera obtenue, 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 démonter en vue d'une réparation ultérieure du circuit.
Variétés de TTR
Lors de l'assemblage de circuits de relais statiques DIY, il convient de garder à l'esprit qu'une variété de composants peuvent être utilisés à ces fins. Rien n'empêche une personne qui a commencé à travailler de choisir des transistors à effet de champ modernes, par exemple, qui se distinguent par une vitesse élevée et une faible consommation d'énergie. Ces éléments ne sont gérés que par des potentiels, offrant la possibilité de basculer des consommateurs suffisamment puissants. Les structures de terrain telles que les MOSFET sont capables de commuter des circuits de charge avec une puissance atteignant des dizaines de kW.
Pour l'auto-fabrication d'un relais à semi-conducteurs, il est autorisé 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 respectent les exigences de fonctionnalité de ce circuit et les paramètres de fonctionnement des éléments inclus dans sa structure. Tout le reste dépend de la préparation et de l'attention de l'interprète.
