מעגל ממסר מצב מוצק 220V (SSR) באמצעות Triac ומצמד אופטו

ממסר מצב מוצק לרשת AC או SSR הוא מכשיר המשמש למיתוג עומסי זרם כבד ברמת הרשת, באמצעות מפעילי מתח מינימלי מבודדים, מבלי לשלב מגעים נעים מכניים.

בפוסט זה אנו לומדים כיצד לבנות ממסר מצב מוצק פשוט או מעגל SSR באמצעות Triac, BJTs, מצמד אופטי חוצה אפס.

היתרון של SSR במצב מוצק על פני ממסרים מכניים

סוג מכני של ממסרים יכול להיות די לא יעיל ביישומים הדורשים החלפה חלקה מאוד, מהירה ונקייה מאוד.

המעגל המוצע של SSR ניתן לבנות בבית ולהשתמש בו במקומות הדורשים טיפול בעומס מתוחכם באמת.

מעגל ממסר מצב מוצק עם גלאי מעבר אפס מובנה מתואר במאמר זה.

המעגל קל מאוד להבנה ולבנייה אך מספק תכונות שימושיות כמו מיתוג נקי, ללא הפרעות RF, ומסוגלים להתמודד עם עומסים עד 500 וואט. למדנו הרבה על ממסרים ואופן פעולתם.

אנו יודעים כי מכשירים אלה משמשים למיתוג עומסים חשמליים כבדים דרך זוג מגעים חיצוני מבודד, בתגובה לדופק חשמלי קטן המתקבל מפלט מעגל אלקטרוני.

בדרך כלל קלט ההדק נמצא בסביבת מתח סלילי הממסר, שעשוי להיות 6, 12 או 24 וולט DC, בעוד שהעומס והזרם המופעל על ידי אנשי הקשר הממסר נמצאים ברובם בפוטנציאלים של זרם חילופין.

בעיקרון ממסרים שימושיים מכיוון שהם מסוגלים להחליף כבד המחובר לאנשי הקשר שלהם מבלי להביא את הפוטנציאלים המסוכנים במגע עם המעגל האלקטרוני הפגיע דרכו הוא מועבר.

עם זאת היתרונות מלווים בכמה חסרונות קריטיים שלא ניתן להתעלם מהם. מכיוון שהמגעים כוללים פעולות מכניות, לעיתים הם חסרי יכולת במעגלים מתוחכמים הדורשים החלפה מדויקת, מהירה ויעילה ביותר.

לממסרים מכניים יש גם מוניטין רע של יצירת הפרעות RF ורעש במהלך המעבר, מה שגורם גם להתדרדרות המגעים עם הזמן.

לקבלת SSR מבוסס MOSFET בבקשה עיין בהודעה זו

שימוש ב- SCR ot Triac להכנת SSR

Triacs ו- SCR נחשבים כתחליף טוב במקומות בהם הממסרים הנ'ל מתגלים כלא יעילים, אולם גם אלה עשויים להיות כרוכים בבעיות ייצור הפרעות RF בזמן ההפעלה.

גם SCRs ו- Triacs כאשר הם משולבים ישירות במעגלים אלקטרוניים מחייבים את קו הקרקע של המעגל להיות מחובר לקתודה שלו, מה שאומר שקטע המעגל כבר לא מבודד ממתחי ה- AC הקטלניים מהמכשיר - חיסרון רציני ככל שמדובר בבטיחות ל המשתמש מודאג.

עם זאת ניתן ליישם ביעילות רבה את הטריאק אם מטפלים לחלוטין בזוג החסרונות הנדונים לעיל. לכן שני הדברים שיש להסיר באמצעות טריאקים אם הם היו מוחלפים ביעילות לממסרים הם הפרעות RF בזמן מעבר וכניסה של הרשת המסוכנת למעגל.

ממסרי מצב מוצק מתוכננים בדיוק עם המפרט לעיל, מה שמונע הסקה של RF וגם שומר על שני השלבים לחלוטין מלהיות אחרים.

SSRs מסחריים יכולים להיות יקרים מאוד ואינם ניתנים לשימוש אם משהו משתבש. עם זאת ביצוע ממסר של מצב מוצק הכל על ידך והשימוש בו ליישום הנדרש יכול להיות בדיוק מה ש'הרופא הורה '. מכיוון שניתן לבנות אותו באמצעות רכיבים אלקטרוניים נפרדים הופך לתיקון לחלוטין, ניתן לשינוי ויתרה מכך הוא מספק לך מושג ברור לגבי הפעולות הפנימיות של המערכת.

כאן נלמד על יצירת ממסר מצב מוצק פשוט.

איך זה עובד

כפי שנדון בסעיף לעיל, בתכנון ה- SSR המוצע או במעגל ממסר מצב מוצק נבדקת הפרעת ה- RF על ידי אילוץ הטריאק לעבור רק סביב סימן האפס של שלב הסינוס AC ושימוש במצמד אופטו מבטיח שהכניסה תהיה הרחק הרחק מהפוטנציאלים של זרם זרם החשמל הקיים במעגל הטריאק.

בואו ננסה להבין כיצד המעגל מתפקד:

כפי שמוצג בתרשים מצמד האופטו הופך לפורטל שבין ההדק למעגל המיתוג. הדק הקלט מוחל על נורית הנורה של האופטו המאירה ועושה את התצלום טרנזיסטור מוליך.
המתח מהצילום טרנזיסטור עובר על פני הקולט לפולט ולבסוף מגיע לשער הטריאק להפעלתו.

הפעולה הנ'ל היא די רגילה והיא קשורה בדרך כלל להדק של כל Triacs ו- SCRs. עם זאת זה לא יכול להספיק בכדי לגרום לרעש ה- RF לבטל.

החלק המורכב משלושת הטרנזיסטורים וכמה נגדים הוצג במיוחד במטרה לבדוק את ייצור ה- RF, על ידי הקפדה כי הטריאק מוליך רק בסביבת האפסים של צורת גל הסינוס AC.

כאשר מפעילים זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם חילופין על המעגל, זרם זרם מתוקן זמין בקולט הטרנזיסטור האופטו והוא מוליך כמוסבר לעיל, אולם המתח בצומת הנגדים המחוברים לבסיס T1 מותאם כל כך שהוא מוליך מיד לאחר שצורת הגל AC עולה מעל לסימן 7 וולט. כל כך הרבה זמן צורת הגל נשארת מעל רמה זו שומרת על T1 מופעל.

זה מבסס את מתח הקולט של הטרנזיסטור האופטו, ומעכב את ההתנהלות של הטריאק, אך ברגע שהמתח מגיע ל -7 וולט ומתקרב לאפס, הטרנזיסטורים מפסיקים להתנהל ומאפשרים לטריאק לעבור.

התהליך חוזר על עצמו במהלך מחצית המחזור השלילית כאשר T2, T3 מתנהג בתגובה למתחים מעל מינוס 7 וולט, מה שהופך את התוצאה לכך שהטריאק יורה רק כאשר פוטנציאל הפאזה מתקרב לאפס, ובכך מבטל את האינדוקציה של הפרעות RF במעבר אפס.

תרשים מעגלים של מעגל SSR במצב מוצק

רשימת חלקים למעגל ממסר המוצק מוצק

• R1 = 120 K,
• R2 = 680K,
• R3 = 1 K,
• R4 = 330 K,
• R5 = 1 מ ',
• R6 = 100 אוהם 1 W,
• C1 = 220 uF / 25 V,
• C2 = 474/400 וו פוליאסטר מתכת
• C3 = 0.22uF / 400V PPC
• Z1 = 30 וולט, 1 וולט,
• T1, T2 = BC547B,
• T3 = BC557B,
• TR1 = BT 36,
• OP1 = MCT2E או דומה.

פריסת PCB

באמצעות SCR Opto-Coupler 4N40

היום עם כניסתם של מצמדי האופטו המודרניים, הפיכת ממסר מצב מוצק בדרגה גבוהה (SSR) באמת היה קל. 4N40 הוא אחד המכשירים הללו המשתמשים בצילום SCR לצורך הפעלת מבודד נדרש של עומס זרם חילופין.

ניתן להגדיר את מצמד האופטו פשוט ליצירת מעגל SSR אמין ויעיל במיוחד. ניתן להשתמש במעגל זה להפעלת עומס 220 וולט באמצעות בקרת לוגיקה 5V מבודדת היטב, כמוצג להלן:

תמונה באדיבות: פרנל