Een AC-netvoeding solid-state relais of SSR is een apparaat dat wordt gebruikt voor het schakelen van zware AC-belastingen op netniveau, via geïsoleerde minimale DC-spanningstriggers, zonder mechanische bewegende contacten op te nemen.

In dit bericht leren we hoe we een eenvoudig solid-state relais of een SSR-circuit kunnen construeren met behulp van een Triac, BJTs, een opto-koppeling met nuldoorgang.

Voordeel van Solid State SSR ten opzichte van mechanische relais

Mechanische relais kunnen behoorlijk inefficiënt zijn in toepassingen die een zeer soepele, zeer snelle en schone schakeling vereisen.

Het voorgestelde circuit van een SSR kan thuis worden gebouwd en gebruikt op plaatsen waar echt geavanceerde lastbehandeling vereist is.

In dit artikel wordt een solid state relaiscircuit met ingebouwde nuldoorgangsdetector beschreven.

Het circuit is heel gemakkelijk te begrijpen en te bouwen, maar biedt toch handige functies zoals schoon schakelen, vrij van RF-storingen en in staat om belastingen tot 500 watt aan te kunnen.We hebben veel geleerd over relais en hoe ze werken.

We weten dat deze apparaten worden gebruikt voor het schakelen van zware elektrische belastingen via een extern geïsoleerd paar contacten, als reactie op een kleine elektrische puls die wordt ontvangen van een elektronische circuituitgang.

“schema van de volledige golfbruggelijkrichter ”

Normaal gesproken bevindt de triggeringang zich in de buurt van de relaisspoelspanning, die 6, 12 of 24 V DC kan zijn, terwijl de belasting en de stroom die door de relaiscontacten worden geschakeld, meestal op het niveau van de AC-netpotentialen liggen.

In wezen zijn relais nuttig omdat ze in staat zijn om zwaar verbonden met hun contacten te schakelen zonder de gevaarlijke potentialen in contact te brengen met het kwetsbare elektronische circuit waardoor het wordt geschakeld.

De voordelen gaan echter gepaard met een aantal kritische nadelen die niet kunnen worden genegeerd. Omdat de contacten mechanische bewerkingen met zich meebrengen, zijn ze soms behoorlijk onhandig met geavanceerde schakelingen die zeer nauwkeurig, snel en efficiënt schakelen vereisen.

Mechanische relais hebben ook de slechte reputatie dat ze RF-interferentie en ruis genereren tijdens het schakelen, wat ook resulteert in een verslechtering van de contacten met de tijd.

Voor een MOSFET-gebaseerde SSR alstublieft verwijs naar dit bericht

SCR of Triac gebruiken voor het maken van SSR

Triacs en SCR's worden beschouwd als goede vervangers op plaatsen waar de bovenstaande relais inefficiënt blijken te zijn, maar ook deze kunnen problemen met het genereren van RF-interferentie veroorzaken tijdens het gebruik.

Ook SCR's en Triac's die rechtstreeks in elektronische circuits zijn geïntegreerd, vereisen dat de aardleiding van het circuit is verbonden met de kathode, wat betekent dat het circuitgedeelte nu niet langer geïsoleerd is van de dodelijke wisselspanningen van het apparaat - een ernstig nadeel wat betreft de veiligheid van de gebruiker is bezorgd.

“inleiding tot het ontwerpen van elektronische circuits ”

Een triac kan echter zeer efficiënt worden geïmplementeerd als de hierboven besproken paar nadelen volledig worden opgevangen. Daarom zijn de twee dingen die moeten worden verwijderd met triacs, als ze efficiënt zouden worden vervangen voor relais, RF-interferentie tijdens de omschakeling en het binnendringen van het gevaarlijke net in het circuit.

Solid State-relais zijn precies ontworpen met de bovenstaande specificaties, waardoor RF-inferentie wordt geëlimineerd en ook de twee fasen volledig op afstand worden gehouden van andere exh.

Commerciële SSR's kunnen erg duur zijn en zijn niet bruikbaar als er iets misgaat. Maar het door u zelf maken van een solid-state relais en het gebruiken voor de vereiste toepassing kan precies zijn wat de 'dokter had besteld'. Omdat het kan worden gebouwd met behulp van discrete elektronische componenten, wordt het volledig herstelbaar, aanpasbaar en bovendien geeft het u een duidelijk beeld van de interne werking van het systeem.

Hier zullen we het maken van een eenvoudig solid state relais bestuderen.

Hoe het werkt

Zoals besproken in de bovenstaande sectie, wordt in het voorgestelde SSR- of solid-state relaiscircuitontwerp de RF-interferentie gecontroleerd door de triac te dwingen om alleen rond de nulmarkering van de AC-sinusfase te schakelen en zorgt het gebruik van een optokoppeling ervoor dat de ingang ver weg gehouden van de AC-netspanningspotentialen die aanwezig zijn in het triac-circuit.

Laten we proberen te begrijpen hoe het circuit werkt:

Zoals in het diagram wordt getoond, wordt de optokoppeling het portaal tussen de trigger en het schakelcircuit. De ingangstrigger wordt toegepast op de LED van de opto die oplicht en de fototransistor laat geleiden.
De spanning van de fototransistor gaat over de collector naar de emitter en bereikt uiteindelijk de poort van de triac om deze te bedienen.

De bovenstaande operatie is vrij gewoon en wordt vaak geassocieerd met de trigger van alle Triacs en SCR's. Dit is echter mogelijk niet voldoende om de RF-ruis te elimineren.

De sectie die de drie transistoren en enkele weerstanden omvat, wordt speciaal geïntroduceerd met het oog op het controleren van de RF-generatie, door ervoor te zorgen dat de triac alleen geleidt in de buurt van de nuldrempels van de AC-sinusgolfvorm.

Wanneer wisselstroom op het circuit wordt aangesloten, komt een gelijkgerichte gelijkstroom beschikbaar bij de collector van de optotransistor en deze geleidt zoals hierboven uitgelegd, maar de spanning op het knooppunt van de weerstanden die zijn verbonden met de basis van T1 is zo aangepast dat deze onmiddellijk geleidt nadat de AC-golfvorm boven de 7 volt-markering komt. Zolang de golfvorm boven dit niveau blijft, blijft T1 ingeschakeld.

Hierdoor wordt de collectorspanning van de optotransistor geaard, waardoor de triac niet kan geleiden, maar op het moment dat de spanning 7 volt bereikt en bijna nul is, stoppen de transistors met geleiden waardoor de triac kan schakelen.

“welke van het volgende is waar over risc cpu-hardware? ”

Het proces wordt herhaald tijdens de negatieve halve cyclus wanneer T2, T3 geleidt in reactie op spanningen boven minus 7 volt, waardoor opnieuw wordt gewaarborgd dat de triac alleen vuurt wanneer de fasepotentiaal bijna nul is, waardoor de inductie van nuldoorgangs-RF-interferenties effectief wordt geëlimineerd.

Schakelschema van SSR-circuit in vaste toestand

Onderdelenlijst voor het voorgestelde solid-state relaiscircuit

R1 = 120 K,
R2 = 680K,
R3 = 1 K,
R4 = 330 K,
R5 = 1 M,
R6 = 100 ohm 1 W,
C1 = 220 uF / 25 V,
C2 = 474/400 V gemetalliseerd polyester
C3 = 0,22 uF / 400 V PPC
Z1 = 30 volt, 1 W,
T1, T2 = BC547B,
T3 = BC557B,
TR1 = BT 36,
OP1 = MCT2E of vergelijkbaar.

PCB-indeling

Met behulp van SCR Opto-Coupler 4N40

Met de komst van moderne opto-koppelingen is het maken van een hoogwaardig solid-state relais (SSR) tegenwoordig echt eenvoudig geworden. De 4N40 is een van deze apparaten die een foto-SCR gebruikt voor de vereiste geïsoleerde activering van een AC-belasting.

Deze opto-coupler kan eenvoudig worden geconfigureerd om een zeer betrouwbaar en effectief SSR-circuit te creëren. Dit circuit kan worden gebruikt voor het triggeren van een 220V-belasting via een grondig geïsoleerde 5V-logische besturing, zoals hieronder weergegeven: