Ang isang AC mains solid state relay o SSR ay isang aparato na ginagamit para sa paglipat ng mga mabibigat na AC na naglo-load sa antas ng mains, sa pamamagitan ng nakahiwalay na minimal na mga boltahe ng DC boltahe, nang hindi isinasama ang mga contact sa paglipat ng mekanikal.

Sa post na ito natututunan namin kung paano bumuo ng isang simpleng solid state relay o isang SSR circuit gamit ang isang Triac, BJTs, isang zero crossing opto coupler.

Advantage ng Solid State SSR kaysa sa Mga Mekanikal na Relay

Ang mekanikal na uri ng mga relay ay maaaring maging medyo hindi mabisa sa mga application na nangangailangan ng lubos na makinis, napaka matulin at malinis na paglipat.

Ang iminungkahing circuit ng isang SSR ay maaaring itayo sa bahay at magamit sa mga lugar na nangangailangan ng tunay na sopistikadong paghawak sa pag-load.

Ang isang solidong circuit ng relay ng estado na may built na detector ng tawiran ay inilarawan sa artikulong ito.

Napakadali na maunawaan at mabuo ang circuit na nagbibigay pa rin ng mga kapaki-pakinabang na tampok tulad ng malinis na paglipat, libre mula sa mga kaguluhan sa RF, at magagawang hawakan ang mga pag-load hanggang sa 500 watts. Marami kaming natutunan tungkol sa mga relay at kung paano ito gumagana.

Alam namin na ang mga aparatong ito ay ginagamit para sa paglipat ng mabibigat na mga karga sa kuryente sa pamamagitan ng panlabas na nakahiwalay na pares ng mga contact, bilang tugon sa isang maliit na elektrisidad na pulso na natanggap mula sa isang elektronikong output ng circuit.

“iba't ibang uri ng circuit breakers ”

Karaniwan ang pag-input ng gatilyo ay nasa paligid ng boltahe ng relay coil, na maaaring 6, 12 o 24 V DC, habang ang pag-load at ang kasalukuyang paglipat ng mga contact na relay ay karamihan sa mga antas ng mga potensyal ng mains AC.

Karaniwan ang mga relay ay kapaki-pakinabang dahil nagagawa nilang magpalipat-lipat ng mabibigat na konektado sa kanilang mga contact nang hindi nagdadala ng mga mapanganib na potensyal na makipag-ugnay sa mahina laban sa electronic circuit kung saan ito pinalilipat.

Gayunpaman ang mga kalamangan ay sinamahan ng ilang mga kritikal na sagabal na hindi maaaring balewalain. Dahil ang mga contact ay nagsasangkot ng mga pagpapatakbo ng mekanikal, kung minsan ay medyo walang kakayahan sa mga sopistikadong mga circuit na nangangailangan ng lubos na tumpak, mabilis at mahusay na paglipat.

Ang mga mekanikal na relay ay mayroon ding masamang reputasyon ng pagbuo ng pagkagambala ng RF at ingay sa panahon ng paglipat na nagreresulta din sa pagkasira ng mga contact nito sa oras.

Para sa isang MOSFET batay SSR mangyaring sumangguni sa post na ito

Paggamit ng SCR ot Triac para sa Paggawa ng SSR

Ang Triacs at SCRs ay naisip na mahusay na kapalit sa mga lugar kung saan ang mga relay sa itaas ay napatunayan na hindi mabisa, subalit ang mga ito ay maaaring kasangkot sa mga problema sa pagbuo ng pagkagambala ng RF habang tumatakbo.

Gayundin ang mga SCR at Triacs kapag isinama nang direkta sa mga elektronikong circuit ay nangangailangan ng linya ng ground ng circuit na konektado sa cathode nito, na nangangahulugang ang seksyon ng circuit ay hindi na nakahiwalay mula sa nakamamatay na mga boltahe ng AC mula sa aparato - isang seryosong sagabal hanggang sa kaligtasan sa nag-aalala ang gumagamit.

“kung paano magprogram ng isang microchip ”

Gayunpaman ang isang triac ay maaaring napakahusay na ipinatupad kung ang napag-usapan sa itaas na mga pares ng mga drawbacks ay ganap na alagaan. Samakatuwid ang dalawang bagay na dapat alisin sa mga triac, kung ang mga ito ay mabisang mapalitan para sa mga relay ay, pagkagambala ng RF habang nagbabago, at ang pagpasok ng mga mapanganib na mains sa circuit.

Ang mga relay ng Solid State ay dinisenyo nang eksakto sa mga pagtutukoy sa itaas, na inaalis ang paghihinuha ng RF at pinapanatili din ang dalawang yugto na ganap na malayo mula sa iba pa.

Ang mga komersyal na SSR ay maaaring maging napakamahal at hindi maililingkod kung may mali man. Gayunpaman ang paggawa ng isang solidong relay ng estado sa pamamagitan mo at ang paggamit nito para sa kinakailangang aplikasyon ay maaaring maging kung ano ang 'iniutos ng doktor.' Dahil maitatayo ito gamit ang mga discrete electronic na sangkap ay nagiging ganap na maaayos, nababago at higit pa nagbibigay ito sa iyo ng isang malinaw na ideya tungkol sa panloob na pagpapatakbo ng system.

Pag-aaralan natin dito ang paggawa ng isang simpleng solid state relay.

Paano ito gumagana

Tulad ng tinalakay sa seksyon sa itaas, sa iminungkahing disenyo ng SSR o solid state relay circuit ang pagkagambala ng RF ay nasuri sa pamamagitan ng pagpuwersa sa triac na lumipat lamang sa paligid ng zero marka ng AC sine phase at ang paggamit ng isang opto coupler ay nagsisiguro na ang input ay pinananatiling malayo sa mga potensyal ng mains AC na mayroon ng triac circuit.

Subukan nating maunawaan kung paano gumana ang circuit:

“ano ang isang dobleng switch switch ”

Tulad ng ipinakita sa diagram ang opto coupler ay nagiging portal sa pagitan ng gatilyo at ng switching circuit. Ang input trigger ay inilalapat sa LED ng opto na kung saan ay nag-iilaw at gumagawa ng pag-uugali ng photo-transistor.
Ang boltahe mula sa photo-transistor ay dumadaan sa kolektor patungo sa emitter at sa wakas ay umabot sa gate ng triac upang mapatakbo ito.

Ang operasyon sa itaas ay medyo ordinaryong at karaniwang nauugnay sa pag-trigger ng lahat ng Triacs at SCRs. Gayunpaman maaaring hindi ito sapat upang maalis ang ingay ng RF.

Ang seksyon na binubuo ng tatlong transistors at ilang resistors ay lalo na ipinakilala sa pagtingin na suriin ang henerasyon ng RF, sa pamamagitan ng pagtiyak na ang triac ay nagsasagawa lamang sa paligid ng mga zero threshold ng AC sine waveform.

Kapag ang AC mains ay inilapat sa circuit, ang isang naayos na DC ay magagamit sa kolektor ng opto transistor at nagsasagawa ito tulad ng ipinaliwanag sa itaas, subalit ang boltahe sa kantong ng resistors na konektado sa base ng T1 ay nababagay na agad itong nagsasagawa pagkatapos ng AC waveform tumaas sa itaas ng 7 volt mark. Sa sobrang haba ng waveform na mananatili sa itaas ng antas na ito ay pinapanatili ang T1 na nakabukas.

Ito ang dahilan ng boltahe ng kolektor ng opto transistor, na pinipigilan ang triac mula sa pagsasagawa, ngunit sa sandaling ang boltahe ay umabot sa 7 volts at malapit na sa zero, ihinto ng mga transistor ang pagsasagawa na nagpapahintulot sa triac na lumipat.

Ang proseso ay paulit-ulit sa panahon ng negatibong kalahating siklo kapag ang T2, T3 ay nagsasagawa bilang tugon sa mga voltages sa itaas na minus 7 volts muli na ginagawang sute na ang triac ay sunog lamang kapag ang potensyal na yugto ay papalapit sa zero, na mabisang tinanggal ang induction ng zero na tumatawid sa mga pagkagambala ng RF.

Circuit Diagram ng Solid State SSR Circuit

Listahan ng Mga Bahagi para sa ipinanukalang solidong circuit ng relay ng estado

R1 = 120 K,
R2 = 680K,
R3 = 1 K,
R4 = 330 K,
R5 = 1 M,
R6 = 100 Ohms 1 W,
C1 = 220 uF / 25 V,
C2 = 474/400 V Metalized Polyester
C3 = 0.22uF / 400V PPC
Z1 = 30 volts, 1 W,
T1, T2 = BC547B,
T3 = BC557B,
TR1 = BT 36,
OP1 = MCT2E o katulad.

Layout ng PCB

Paggamit ng SCR Opto-Coupler 4N40

Ngayon sa pag-usbong ng mga modernong opto-coupler, ang paggawa ng isang mataas na grade solid state relay (SSR) ay talagang naging madali. Ang 4N40 ay isa sa mga aparatong ito na gumagamit ng isang larawan SCR para sa kinakailangang nakahiwalay na pag-trigger ng isang AC load.

Ang opto-coupler na ito ay maaaring mai-configure lamang para sa paglikha ng isang lubos na maaasahan at mabisang SSR circuit. Ang circuit na ito ay maaaring magamit para sa pagpapalitaw ng isang 220V load sa pamamagitan ng isang ganap na nakahiwalay na 5V control sa lohika, tulad ng ipinakita sa ibaba: