Rơle cơ học cũ được đặc trưng bởi hai nhược điểm - tốc độ thấp và nguồn lực hạn chế về số lượng chuyển đổi cho phép. Các công tắc điện tử thay thế chúng (tên gọi khác là bóng bán dẫn trạng thái rắn hoặc rơle triac) hoàn toàn không có những thiếu sót này, thu hút sự chú ý của các chuyên gia điện tử. Sự vắng mặt của các bộ phận cơ khí, cũng như sự đơn giản của mạch giúp bạn dễ dàng lắp ráp chúng tại nhà. Làm quen với nhiệm vụ sẽ giúp làm quen với các tính năng của thiết bị và nguyên tắc hoạt động của các yếu tố này.
Rơle trạng thái rắn và phân loại của chúng là gì
Rơle trạng thái rắn (hoặc TTR) là các thiết bị điện tử có cấu trúc không chứa các thành phần cơ khí. Nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên các tính năng hoạt động của các mối nối bán dẫn, được phân biệt bởi tốc độ chuyển mạch cao và bảo vệ khỏi các trường vật lý.
Chuyển đổi rơle trạng thái rắn dựa trên nguyên tắc hoạt động của khóa điện tử.
Các thành phần điện tử thường được sử dụng như bóng bán dẫn, điốt hoặc thyristor thường được sử dụng làm yếu tố chính trong các sản phẩm này. Tùy thuộc vào các cấu trúc được sử dụng trong sản xuất của họ, TTR được chia thành các thiết bị được xây dựng trên cơ sở một trong các yếu tố được liệt kê (ví dụ như rơle trên triacs).
Theo các chế độ hoạt động và loại điện áp chuyển mạch, các mẫu rơle trạng thái rắn được sản xuất trên cơ sở chất bán dẫn được chia thành các nhóm sau:
- Thiết bị chuyển mạch DC;
- các thiết bị điều khiển hoạt động của các dòng tải với các thông số hiện tại thay đổi;
- sản phẩm phổ quát hoạt động trong các chuỗi khác nhau.
Các thiết bị đầu tiên được đặc trưng bởi điều khiển điện áp không đổi không quá 32 volt. Đại diện của hai vị trí còn lại có khả năng chuyển đổi các tiềm năng đáng kể (lên đến hàng chục kilovolt).
Ưu điểm của TTR
Ưu điểm của rơle bao gồm:
- khả năng chuyển đổi tải tương đối mạnh mẽ;
- tốc độ cao;
- làm việc trong điều kiện cách ly điện;
- khả năng chịu được quá tải ngắn hạn.
Không một mẫu sản phẩm cơ khí hoặc cơ điện nào có thể cạnh tranh với các công tắc điện tử. Do đó, các cấu trúc mới dựa trên chất bán dẫn đã thay thế hoàn toàn các mẫu cơ khí cũ.
Các đặc tính hoạt động độc đáo của TTR cho phép chúng được sử dụng mà không có bất kỳ hạn chế nào trong khi tăng thời gian phản hồi. Tất cả những lợi thế của các thiết bị này là một lý do tuyệt vời để cố gắng lắp ráp rơle trạng thái rắn bằng tay của chính bạn. Những nhược điểm của các sản phẩm này bao gồm nhu cầu thêm năng lượng, cũng như cần loại bỏ nhiệt dư thừa được tạo ra trong quá trình làm việc với tải trọng mạnh.
Tự làm
Để thực hiện một rơle hiện tại bằng tay của chính bạn, bạn cần tích trữ một số linh kiện điện tử tạo nên cơ sở của các mạch chuyển mạch. Ngoài ra, các vật liệu đặc biệt sẽ được yêu cầu từ đó thân của rơle tự chế sẽ được chế tạo.
Yếu tố điện tử
Các bộ phận phổ biến sau đây thường được sử dụng làm linh kiện điện tử được sử dụng trong sản xuất độc lập mẫu TTR đơn giản nhất:
- bộ ghép quang MOS3083;
- Triac VT139-800;
- loạt bóng bán dẫn lưỡng cực KT209;
- một bộ điện trở, cũng như một diode zener và đèn LED, đóng vai trò là một chỉ báo về hoạt động của rơle.
Các yếu tố điện tử được liệt kê được hàn theo cách bản lề theo sơ đồ được đưa ra trong các nguồn. Cùng với các thành phần khác, nó chứa một bóng bán dẫn quan trọng, cung cấp các xung ổn định cho diode điều khiển của cặp opt optpler.
Khoảnh khắc nguồn cấp được cố định bởi một phần tử LED, việc sử dụng trong mạch truyền động cho phép điều khiển trực quan.
Dưới ảnh hưởng của các xung này, một sự va chạm tức thời của một triac bán dẫn có trong mạch chuyển mạch xảy ra. Việc sử dụng một cặp opt optpler trong một mạch như vậy giúp có thể kiểm soát các điện thế không đổi từ 5 đến 24 volt.
Một chuỗi hạn chế của một điện trở với một diode zener là cần thiết để giảm biên độ của dòng điện chạy qua đèn LED và phần tử điều khiển đến một giá trị tối thiểu. Một giải pháp mạch như vậy cho phép bạn kéo dài tuổi thọ của hầu hết các yếu tố được sử dụng trong việc xây dựng mạch.
Thiết kế vỏ (điền hợp chất)
Để sản xuất thân của sản phẩm đúc sẵn, trước hết, một tấm nhôm có độ dày 3-5 mm sẽ được yêu cầu, nó sẽ làm cơ sở cho lắp ráp điện tử. Kích thước được chọn tùy ý, miễn là chúng đảm bảo tản nhiệt tốt trong môi trường. Một yêu cầu khác cho phần này là một bề mặt được xử lý tốt, hoàn toàn nhẵn, được đánh bóng bằng một công cụ đặc biệt hoặc được đánh bóng bằng giấy nhám để tỏa sáng.
Ở bước tiếp theo của việc chuẩn bị vỏ máy, tấm được chọn làm đế được trang bị một đường viền từ một dải các tông dán xung quanh chu vi. Kết quả là một hộp nhỏ được thiết kế để chứa mạch điện tử được lắp ráp trước đó. Dựa trên các thành phần của nó, chỉ có một triac được gắn chặt, tất cả các yếu tố khác được giữ trong vỏ bọc do các kết nối riêng của chúng.
Để kết nối với tải và cung cấp điện, các dây dẫn tương ứng được xuất ra bên ngoài hộp.
Trong tương lai, các ốc vít đáng tin cậy của toàn bộ tổ hợp được cung cấp bởi một hợp chất lỏng đổ vào hộp, được chuẩn bị trước trong một thùng chứa phù hợp. Sau khi nó cứng lại, một cấu trúc nguyên khối sẽ thu được, không thua kém các thiết kế công nghiệp tốt nhất về mặt bảo vệ chống lại các rung động và các ảnh hưởng khác. Hạn chế duy nhất của nó là không thể tháo rời cho mục đích sửa chữa mạch tiếp theo.
Giống TTR
Khi lắp ráp các mạch chuyển tiếp trạng thái rắn DIY, cần lưu ý rằng một loạt các thành phần có thể được sử dụng cho các mục đích này. Chẳng có gì ngăn cản một người đã đảm nhận công việc chọn các bóng bán dẫn hiệu ứng trường hiện đại, ví dụ, được phân biệt bởi tốc độ cao và tiêu thụ điện năng thấp. Các yếu tố này chỉ được quản lý bởi các tiềm năng, cung cấp khả năng chuyển đổi người tiêu dùng đủ mạnh. Các cấu trúc trường như MOSFE có khả năng chuyển đổi các mạch tải, với công suất đạt hàng chục kW.
Để tự chế tạo rơle trạng thái rắn, được phép chọn các cấu trúc bán dẫn khác có thể điều khiển các mạch điện: ví dụ như thyristor hoặc bóng bán dẫn lưỡng cực. Điều chính là họ tuân thủ các yêu cầu về chức năng của mạch này và các tham số làm việc của các yếu tố tạo nên cấu trúc của nó. Mọi thứ khác phụ thuộc vào sự chuẩn bị và chu đáo của người biểu diễn.
