Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Содержание
  1. Инструкция по сборке твердотельного реле собственными руками
  2. Оптореле
  3. Схема
  4. Виды устройств
  5. Твердотельное реле собственными руками
  6. Инструкция для самостоятельной сборки твердотельного реле на 12 В
  7. Изготовление твердотельного реле
  8. Коммутационные разновидности твердотельного реле
  9. Посмотрите видео
  10. Защита твердотельного реле
  11. Обычное полупроводниковое реле собственными руками
  12. Реле производства «CAHO», Тайвань
  13. Классификация твердотельных реле
  14. Плюсы твердотельных реле
  15. Твердотельное реле собственными руками: инструкция по сборке и рекомендации по подключению
  16. Советы по выбору и эксплуатационные особенности:
  17. Твердотельное реле – устройство и характерности конструкции
  18. Твердотельное реле собственными руками: инструкция по сборке и рекомендации по подключению
  19. Конструкция и рабочий принцип ТТР
  20. Как сделать ТТР собственными руками?
  21. Выводы и полезное видео по теме
  22. Как собственными руками собрать схему твердотельного реле
  23. Плюсы и минусы
  24. Виды устройств
  25. Советы по изготовлению
  26. Твердотельное реле собственными руками: инструкция по сборке и рекомендации по подключению
  27. Как собственными руками собрать схему твердотельного реле
  28. Твердотельное реле собственными руками
  29. Инструменты
  30. Твердотельное реле собственными руками
  31. Твердотельное реле – устройство и характерности конструкции
  32. Сообщества › Электронные Поделки › Блог › помогите отремонтировать твердотельное реле

Инструкция по сборке твердотельного реле собственными руками

Опубликовано Артём в 02.03.2019 02.03.2019

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Даже начинающий радиолюбитель способен собрать твердотельное реле. Данное устройство создано на базе полупроводниковых радиодеталей. Силовые ключи собраны на тиристорах, транзисторах либо симисторах.

Для производства схемы твердотельного реле собственными руками, необходимо узнать рабочий принцип и характерности подсоединения устройства. В результате с его помощью можно увеличить надежность и безопасность электроцепи.

Оптореле

В наше время на смену простым электромагнитным реле приходят опто-электронные твердотельные (оптореле). Они собой представляют сильноточные ключи с гальванической развязкой между входами управления и нагрузкой и предназначаются для коммутации потребителя в цепях переменного и
постоянного токов.
Плюсы оптореле понятны.

Схема

Посмотрим схему этого весьма полезного и необходимого устройства.

Основу схемы составляют силовой симистор Т1 — BT138-800 на 16 Ампер и управляющий им оптрон МОС3063. На схеме выделены чёрным цветом проводники, которые необходимо провести медным проводом очень высокого сечения, в зависимости от планируемой нагрузки.
Управление светоизлучающим диодом оптрона мне удобнее запитать от 220 Вольт, а можно от 12 или 5 Вольт, кому как необходимо.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Для управления от 5 Вольт, необходимо гасящий резистор 630 Ом заменить на 360 Ом, остальное все одинаково.
Номиналы деталей рассчитаны на МОС3063, если используйте другой оптрон, то номиналы необходимо сосчитать.
Варистор R7 оберегает схему от бросков напряжения.
Цепочку индикаторного светоизлучающего диода можно совсем убрать, но с ней выходит нагляднее, что аппарат работает.
Резисторы R4, R5 и конденсаторы C3, C4 служат для устранения выхода из строя симистора, их номиналы рассчитаны на ток не выше 10 Ампер. Если потребуется реле на высокую нагрузку, то номиналы необходимо пересчитывать.
Охладительный радиатор для симистора впрямую зависит от нагрузки на него. При мощности триста Ватт, отопительный прибор не требуется совсем, и поэтому – чем больше нагрузка, тем больше площадь отопительного прибора.

Чем меньше будет симистор сильно греться, тем дольше проработает и благодаря этому даже кулер охлаждения не будет лишним.
Если Вы запланировали управлять очень высокой мощностью, то самым лучшим выходом будет поставить симистор с большой мощностью, к примеру, ВТА41, который рассчитывается на 40 Ампер, или аналогичный ему. Номиналы деталей подходят без пересчёта.

Виды устройств

Твердотельные реле можно поделить на группы в согласии с конкретными параметрами. Очень часто для спецификации данных прибор применяется категория подключенной нагрузки, а еще способ контроля и коммутации напряжения.

Подобным образом, можно отметить 3 вида реле:

  • Приборы, работающие в цепях постоянного тока.
  • Переключатели для электроцепей электрического тока.
  • Многофункциональные реле.
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

К первой группе принадлежат ТТР с критериями коммутируемых стрессов 3?32 В. Они обладают маленькими размерами, оборудованы светодиодной индикацией и могут успешно работать в диапазоне температур от -35 до 75 градусов. Представителями второй категории являются переключатели, предназначающиеся для работы в электрических цепях электрического тока при напряжении 24?220 В. Многофункциональные устройства имеют прекрасную возможность ручного регулирования для применения в определенных условиях.

Если обозначать приборы по характеру подсоединенной нагрузки, то можно отметить 2 типа приборов, работающих в сетях электрического тока, — одно- и трехфазные.

При их помощи можно управлять довольно большой нагрузкой при силе тока 10?75 А. еще необходимо обращать свое внимание на пиковые критерии электротока, которые могут достигать 500 А.

Твердотельные переключатели можно использовать в разных типах цепей, к примеру, емкостных либо резистивных. Их конструкция дает возможность избавиться от шума в рабочий период, а еще достигнуть плавного управления приводами, к примеру, электрическими моторами или лампами.

ТТР выделяются большой надежностью, но в большинстве случаев служебный срок приборов зависит от изготовителя.

Твердотельное реле собственными руками

Это небольшой ток управления, отсутствие электро-магнитных помех при коммутации потребителя, большое напряжение изоляции, большой диапазон рабочих температур. Более того, маленькие размеры и высокая надежность (наработка на отказ) делают их максимально удобными в самых разных применениях.
Технические свойства оптореле
Управляющее напряжение, В, 5…
15
Управляющий ток, мА, 10
Нагрузка, не больше, А, 16
Напряжение коммутации, В, 220
Семистор VS1 BT 139-600 следует установить на отопительный прибор.
Используя оптореле вы делаете больше надежность и служебный срок устройств.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Инструкция для самостоятельной сборки твердотельного реле на 12 В

Если вы намерены собрать твердотельное реле, то вам нужно будет соорудить цепочку с симистором, схемой управления и гальванической развязкой (по типу симисторной оптопары).
В качестве иллюстративного образца предлагается воспользоваться следующими деталями:

  • симисторной оптопарой MOC3083 (VD1);
  • симистором с изолированным анодом BT139-800 16A (V1 от Philips);
  • сопротивлением что бы ограничить тока через светоизлучающий диод MOC3083 (R1 750Ом 0,5Вт);
  • светоизлучающим диодом индикации АЛ307А (LD1);
  • резистором на управляющий электрод симистора 160 Ом (R2 , 0.125Вт).
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
  1. Для самостоятельной сборки твердотельного реле понадобится первым делом железная (намного лучше из алюминия) быстро проводящая тепло подложка. Определенные размеры подложки (размеры и толщина) зависят от того, какое кол-во тепла надо будет отводить от симистора (принимайте во внимание также, что и сама подложка может размещаться на поверхности из металла).
  2. После потребуется опалубка для заливки. Она обязана быть такого размера, чтобы поместить все элементы устройства. Под опалубку пойдёт любая подходящих габаритов пластиковая деталь.
  3. Клеевым пистолетом опалубка скрепляется с подложкой. Покрываются герметиком все присущие щели.
  4. Размещается заранее спаянная и протестированная схема. Имейте в виду, что не всегда можно тут же точно определить положение выводов симистора. Чтобы узнать данный момент следует объединить тестер на мегаомах с выходными концами симистора. Если симистор открывается, то уровень сопротивления взамен десятков мегаом уменьшится до единиц килоом.
  5. Между спинкой корпуса симистора и поверхностью подложки нужна прослойка из теплопроводной пасты (КПТ-8). Раньше не закрытый анод симистора плюс к этому нужно отделить изоляционной прокладкой. Во всяком случае, ни одна составная часть схемы не обязана иметь прямого контакта с железной подложкой.
  6. Вновь вооружившись клеевым пистолетом необходимо скрепить корпус симистора с подложкой.
  7. Положить все остальные составляющие схемы, продолжая крепить их таким образом, чтобы они не контактировали с подложкой.
  8. Залить форму компаундом.

Изготовление твердотельного реле

Сначала отмечаем расположение отопительного прибора, макетной платы и других деталей в корпусе и прикрепляем их на места.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Симистор необходимо изолировать от отопительного прибора охлаждения специализированной теплопроводной пластиной с использованием теплопроводной пасты. Паста должна слегка вылезти из-под симистора при завинчивании крепёжного винта.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Дальше размещаем следующие детали в согласии со схемой и припаиваем их.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Припаиваем провода для подсоединения питания и нагрузки.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Помещаем устройство в корпус, заранее испытав его при небольшой нагрузке.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Коммутационные разновидности твердотельного реле

По типу коммутации существую следующие разновидности твердотельного реле:

  • приборы, осуществляющие нагрузки по ёмкостному и редуктивному типу, обладающие слабой индукцией;
  • приборы, оборудованные функцией нечаянного, либо мгновенного выключения, используются для механизмов и систем, где появляется потребность мгновенного срабатывания;
  • приборы с фазовым управлением, помогают настраивать ТЕНЫ и лампы общего назначения.

Посмотрите видео

Посмотрите видео проверки устройства одновременно с цифровым регулятором температуры.

Защита твердотельного реле

Чтобы гарантировать работу без перебоев реле применяется специализированная цепь защиты. Она может быть внутренней или внешней.

Для внутренней защиты воспользуйтесь разными предохранителями:

  • g R –обеспечивает большой уровень быстродействия, подойдут для работы с большим спектром мощностей;
  • g S –используются для работы с токами различной силы и помогают оберегать полупроводники при излишне высоких нагрузках питающей сети;
  • a R –используются как страховка от потерь, наносимых коротким замыканием.

К несчастью, покупка такого предохранителя в большинстве случаев немногим уступает цене, за которую приобретают само реле. Если на подобную роскошь тратиться жалко, то воспользуйтесь предохранителями класса В, С и D, которые не очень качественны, но и стоят намного меньше.

Обычное полупроводниковое реле собственными руками

Как мы можем заметить, полупроводниковая технология служит основой для любого полупроводникового реле.
Ключевые показатели CPC1035:

  • Напряжение переключения (напряжение блокировки) — 0 … 350 В;
  • Самая большая токовая нагрузка (ток нагрузки) составляет 100 мА;
  • Макс. Сопротивление по сопротивлению — 35 Ом;
  • Размер управляющего тока 2 … 50 мА (постоянный ток управления).

Такие низкоэнергетические и очень маленькие реле широко применяются в датчиках безопасности.
Тут, к примеру, реле COSMO вид CPC1008 на панели датчика который срабатывает на движение «Фотон-Ш», Он подключен к петле безопасности приемных и контрольных устройств (к примеру, PPKOP «гранит») или к линии, которая подсоединена к центральной станции управления (CMS).

Серия твердотельных реле CPC10xx также в измерителе безопасности «Астра-621»,
Это универсальный измеритель. Он контролирует движение в защищенном пространстве из-за пироэлектрического датчика и управление прерыванием окон из-за чувствительного микрофона.

На монтажной плате есть два полупроводниковых реле CPC1016N.
Один срабатывает, когда движение обнаружено в области защиты, а другое срабатывает, когда окна прерываются.

Если вы внимательно посмотрите, вы сможете увидеть, что полупроводниковое реле на монтажной плате определено как DA4 и DA5.
Как все знают, аббревиатура DA В большинстве случаев они показывают аналоговые схемы на схемах. Благодаря этому умно понимать, что полупроводниковое реле не считается индивидуальным электронным элементом, а по сути специализированным микрочипом, аналогичным ИК-приемнику.

Твердотельные реле имеют главное предназначение — обеспечение изоляции между цепями, имеющими различное напряжение; работать они могут в различных приборах — от бытовой техники до больших производственных систем.
Твердотельные реле, в зависимости от своей конструкции, предоставляют бесконтактную коммутацию цепей переменного или постоянного тока разного напряжения.

Реле производства «CAHO», Тайвань

Твердотельные реле (SSR — Solid State Relays) этого изготовителя подойдут для коммутации силовых цепей под управлением сигналов слабого тока.
Сигнал слабого тока управляется благодаря использованию силового ключа, действующего через гальваническую развязку. В цепях с постоянным током используют IGBT транзисторы, а с электрическим током — симисторные и тиристорные ключи.

Очень важное преимущество устройства небольшие размеры, за что их и именуют маленькими твердотельными реле электрического тока. Тем не менее, небольшие размеры абсолютно не означают невысокую функциональность.

Классификация твердотельных реле

Твердотельные реле отличаются по собственным конструктивным и характеристикам.

  • постоянного тока,
  • электрического тока,
  • одно- и трехфазные,
  • с фазовой регулировкой за счёт изменения угла открытия ключа,
  • регулирующие соединение за счёт пропуска тока через нулевую фазу,
  • в типовых корпусах,
  • в модульных корпусах.

Плюсы твердотельных реле

  • Точность и стабильность температурного регулирования в цепях,
  • отсутствие дребезжащих контактов, допустимых источников проявления искры,
  • невысокий уровень энергопотребления,
  • замечательная изоляция соединений,
  • большой срок работы без разных перебоев,
  • эксплуатационная надежность,
  • максимально небольшой уровень шума.

Приобрести твердотельное реле постоянного тока и маленьких реле электрического тока вы можете через наш сайт или обратившись к менеджерам компании по телефону: +7 (495) 979-99-45.

Модель
Вид (DC-AC) ( AC-AC ) (DC-AC )
( AC-AC )
( VR-AC )
Управляющее
напряжение
DC 3
VR B500K?
Коммутируемое
напряжение
AC 24
440V
Ток нагрузки 10А / 25А / 40А / 60А 10А / 25А / 40А 10А / 25А / 40А 10А /25А /40А
Время реакции 1/2 cycle + 1 msec. 3/2 cycle + 1 msec. 3/2 cycle + 1 msec.

Наличие на складе:

Твердотельное реле постоянного тока.
Производство «CAHO» Тайвань.
Напряжение эксплуатации 24-380V AC
Управляющее напряжение 3-32V DC
Рабочий ток 25А
Цена 20USD/шт
Твердотельное реле постоянного тока. Модель SR-D3840.
Производство «CAHO» Тайвань.
Напряжение эксплуатации 24-380V AC
Управляющее напряжение 3-32V DC
Рабочий ток 40А
Цена 20USD/шт
Твердотельное реле постоянного тока.
Производство «CAHO» Тайвань.
Напряжение эксплуатации 24-380V AC
Управляющее напряжение 3-32V DC
Рабочий ток 60А
Цена 25USD/шт
Нет в наличии
Твердотельное реле электрического тока.

Твердотельное реле собственными руками: инструкция по сборке и рекомендации по подключению

Производство «CAНO» Тайвань.
Напряжение эксплуатации 24-380V AC
Управляющее напряжение 90-250V АC
Рабочий ток 25А

Цена 20USD/шт
Твердотельное реле электрического тока.
Производство «CAНO» Тайвань.
Напряжение эксплуатации 24-380V AC
Управляющее напряжение 90-250V АC
Рабочий ток 40А
Цена 20USD/шт
Нет в наличии
Твердотельное реле постоянного/электрического тока.
Производство «CAНO» Тайвань.
Напряжение эксплуатации 250V AC
Управляющее напряжение 3-32V АC/DC
Рабочий ток 25А
Цена 20USD/шт
Твердотельное реле постоянного/электрического тока.
Производство «CAНO» Тайвань.
Напряжение эксплуатации 250V AC
Управляющее напряжение 3-32V АC/DC
Рабочий ток 40А
Цена 25USD/шт
Твердотельное реле электрического тока.
Производство «CAHO» Тайвань.
Напряжение эксплуатации 480V AC
Управляющее напряжение 90-480V АC
Рабочий ток 40А
Цена 20USD/шт

Предлагаемая серия позволяет радиолюбителю составлять простой и хороший оптоэлектрон. Плюсы Optorel понятны.

Это маленькой управляющий ток, отсутствие подавления электро-магнитных помех, большое напряжение изоляции, широкая температура работы. Более того, маленькие размеры и высокая надежность (время между ошибками) прекрасно подходят в самых разных приложениях.
Ориентировочная цена в рознице: 0 руб.


Управляющее напряжение: 5 — 15 В.
Ток нагрузки, не больше: 10 A.

Напряжение переключения: 220 В.
Размеры монтажной платы: 52?38 мм.
Принцип полупроводникового реле состоит в следующем: входной сигнал (управляющий ток) подается через диод D1 на светоизлучающий диод.

Излучение, пройдя некоторое расстояние в корпусе реле (МОС3041), попадает в фотодиодную решётку (фотоэлектрический генератор).

Советы по выбору и эксплуатационные особенности:

Способы коммутации твердотельных реле:
1. Управление с коммутаций при переходе тока через ноль

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Превосходство такого способа коммутации состоит в отсутствии помех создающихся при включении. Минусами считаются прекращение выходного сигнала и невозможность применения на высокоиндуктивные нагрузки. Ключевое использование этого вида коммутации подойдет для резистивной нагрузки (системы контроля и управления нагревом).

Дополнительно используют на емкостные и слабоиндуктивные нагрузки.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Превосходство фазового метода регулирования состоит в непрерывности и плавности регулирования. Такой способ позволяет настраивать величину напряжения на выходе путем изменения формы (регулятор мощности).

Минусом считается наличие помех при переключении. Используется для резистивных (системы управления нагревом), переменных резистивных (инфракрасные излучатели), индуктивных нагрузок (транcформаторы) и управление освещением (лампы общего назначения).

Одним из очень важных показателей для выбора ТР считается ток нагрузки. Для хорошей и долгой эксплуатации следует выбрать реле с запасом по току, но при этом необходимо иметь в виду и токи пуска, т.к.

ТР может выдерживать 10-ти кратную перегрузку по току только в течение не большого времени (10мс). Так во время работы на активную нагрузку (нагреватель) минимальный ток должен быть на 30-40% больше минимального тока нагрузки, а во время работы на индуктивную нагрузку (электрический двигатель) стоит предусмотреть пусковой ток, и запас по току должен быть увеличен в 6-10 раз.

Варианты запаса по току для разных типов нагрузки:

  • активная нагрузка (Трубчатые нагреватели) – запас 30-40%
  • асинхронные электрические двигатели – 6…10 кратен запас по току
  • лампы общего назначения – 8…12 кратен запас по току
  • катушки электро-магнитных реле – 4…10 кратен запас по току

Расчет тока реле при активной нагрузке:

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Iреле = Pнагр / U
Pнагр = 5кВт, U = 220В
Iреле = 5000 / 220 = 22,7А
Имея в виду нужный запас
по току выбираем ТР на 40А.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Iреле = Pнагр /(U x 1,732)
Pнагр = 27кВт, U = 380В
Iреле = 27000 /(380 x 1,732) = 41,02А
С учетом запаса по току выбираем
ТР на 60А.
Охлаждение
Дополнительным важным фактором для хорошей работы твердотельных реле считается его температура работы.
Во время работы SSR из-за потерь на силовых элементах выделяется немалое количество тепла, которое нужно отводить при помощи отопительных приборов охлаждения. Заявленный минимальный ток реле способны коммутировать при его температуре не больше 40°С.
При увеличении температуры ТР уменьшается его пропускная способность в расчете 20-25% на каждые 10°С. При температуре около 80°С его пропускная способность по току равняется к нулю, и как последствие реле выходит из строя.

Твердотельное реле – устройство и характерности конструкции

На режим температур могут влиять множество факторов: установочное место, температура воздуха, воздушная циркуляция, нагрузка на твердотельном реле и др. При применении на «тяжёлые» нагрузки (пуск асинхронного мотора) стоит использовать дополнительные меры по усилению отвода тепла: ставить на отопительный прибор больших размеров, сделать понудительное охлаждение (поставить вентилятор).

  • Твердотельные реле имеют встроеную RC-цепь для спасения от ложного включения при применении на индуктивной нагрузке.
  • Для спасения от краткосрочного перенапряжения со стороны нагрузки приходится задействовать варисторы.Они выбираются исходя из величины коммутируемого напряжения Uвар=1,6-2Uком. Нужно сказать, что современные ТР держат существенные перенапряжения и без использования варисторов. Намного опаснее для ТР перегрузка по току.
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
  • Для спасения от перегрузки по току приходится задействовать особые быстродействующие полупроводниковые предохранители. Они выбираются с учетом величины минимального тока реле Iпр=1 — 1,3Iном., причем само ТР должно быть с намного большим запасом по току, в т.ч.имея в виду токи пуска нагрузки. Это наиболее эффективный способ обезопасить ТР от перегрузки по току. Так как реле может выдерживать только непродолжительную (10мс) перегрузку, то применение автоматов защиты не спасет их от выхода из строя.
  • Для правильной работы твердотельного реле при небольших токах нагрузки (соизмеримых с током утечки) следует устанавливать шунтирующее сопротивление параллельно нагрузке.
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Ключевое использование ТР находят в системах управления нагревом.
Твердотельные реле ZD3, VD, LA очень часто используют в процессах технологии, где требуется поддержание температуры с высокой точностью (ПИД, Fuzzy режим).

При этом реле VD, LA будут обеспечивать плавную регулировку за счёт фазового метода управления.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Твердотельные реле ZA2 чаще используют в системах, где не потребуется большая точность поддержания температуры (двухпозиционный режим).

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Твердотельные реле VA (управление переменным резистором) используют для ручного регулирования мощности на нагрузке.
Данным устройством можно настроить мощность Трубчатого нагревателя или ИК-излучателя, менять яркость свечения лампы общего назначения.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Выполняя конкретный ряд требований, твердотельные реле можно применять для пуска асинхронных двигателей. Стоит предусмотреть токи пуска мотора и ТР выбирать с многократным запасом по току.
Использовать меры по добавочному отводу тепла.

Для спасения ТР от непродолжительных перенапряжений применять варисторы, а для спасения от перегрузки по току быстродействующие предохранители.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Можно организовать управление группой реле от одного источника питания.
В этом случае стоит выбрать источник с мощностью достаточной для включения всей группы реле.

При этом можно оставить возможность включения – выключения отдельного реле для управления необходимой зоной.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Кол-во блоков: 21 | Общее кол-во символов: 22543
Кол-во использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

Твердотельное реле собственными руками: инструкция по сборке и рекомендации по подключению

Твердотельное реле (ТТР) – прибор из серии элементов электроники немеханического действия. Отсутствие механики открывает больше шансов поклонникам электроники сделать твердотельное реле собственными руками для собственного пользования.

Рассмотрим подобную возможность детальнее.

Конструкция и рабочий принцип ТТР

Если основная часть аналогичной электроники классически содержит двигающиеся детали контактных групп, твердотельное реле подобных деталей не имеет совсем. Коммутация цепи схемой устройства выполняется по принципу аппаратного ключа. А роль аппаратных ключей в большинстве случаев исполняют встроенные в тело реле полупроводники – силовые транзисторы, симисторы, тиристоры.

Перед тем как пытаться сделать твердотельное реле своими силами, логично познакомиться с базовой конструкцией аналогичных устройств, понять принцип их функционирования.

В рамках плотного изучения прибора тут же необходимо отметить преимущественные стороны ТТР:

  • коммутация мощной нагрузки;
  • большая скорость переключения;
  • образцовая гальваническая развязка;
  • способность краткосрочно держать высокие перегрузки.

Среди механических конструкций найти реле с аналогичными параметрами по настоящему возможным не представляется. Вообще, плюсы относительно механических собратьев у твердотельных реле выражаются большим списком.

Эксплуатационные условия для ТТР почти не ограничивают использование данных устройств. Также отсутствие подвижных механических деталей благотворно проявляется на длительности службы приборов.

Так что есть все основания, чтобы заняться твердотельным реле – собрать устройство собственными руками.
Впрочем, ради справедливости, вместе с хорошими моментами необходимо отметить свойства реле, характеризуемые как минусы.

Так, для эксплуатирования мощных приборов, в основном, требуется дополнительный элемент конструкции, который предназначается отводить тепло.

Отопительные приборы охлаждения твердотельных реле имеют размеры и габариты во много раз преобладающие размеры ТТР, что уменьшает удобство и целесообразность монтажа.
Приборы ТТР во время эксплуатации (в состоянии «закрыто») дают обратный ток утечки и показывают нелинейную вольт-амперную характеристику.

Не все твердотельные реле допускается применять без границ в характеристиках коммутируемых стрессов.

Отдельные виды устройств предназначаются коммутировать только постоянный ток. Внедрение твердотельных реле в схему в большинстве случаев требует обращения к добавочным мерам, направленным на блокировку ложных срабатываний.

Твердотельные реле часто можно повстречать в общем электрическом щитке квартиры.

Как работает твердотельное реле?

Сигнал управления (в большинстве случаев напряжение невысокого уровня, исходящее, например, от контроллера управления) подаётся на светоизлучающий диод оптоэлектронной пары, имеющейся в схеме ТТР. Светоизлучающий диод начинает источать свет в сторону фотодиода, который со своей стороны открывается и начинает пропускать ток.

Который проходит через фотодиод ток приходит на управляющий электрод основного транзистора или тиристора. Ключ открывается, замыкает цепь нагрузки.

Так работает функция коммутации прибора. Вся электроника классически заключена в монолитный корпус.

Собственно, благодаря этому устройство и стало называться твердотельного реле.
А про то, как подключить твердотельное реле можно прочитать в данном материале.

Разновидности твердотельных переключателей

Весь существующий выбор приборов условно можно поделить по группам, исходя из категории подключаемой нагрузки, свойств контроля и коммутации стрессов.
Подобным образом, в общей трудности наберётся 3 группы:

  1. Устройства, действующие в цепях постоянного тока.
  2. Устройства, действующие в цепях электрического тока.
  3. Многофункциональные конструкции.

Первая группа представлена устройствами с параметрами рабочих управляющих стрессов 3 – 32 вольта. Это сравнительно маленькая электроника, наделённая светодиодной индикацией, способная работать без перебоев при температуре -35 / +75 ?С.

Вторая группа – устройства, которые предназначены под установку в сетях переменного напряжения. Тут представлены конструкции ТТР для установки в сетях электрического тока, управляемые напряжением 24 – 250 вольт. Имеются устройства, которые способны коммутировать нагрузку большой мощности.

Третья группа – приборы многофункционального назначения. Схемотехника данного вида устройств поддерживает ручную настройку на применение в тех либо других условиях.
Если отталкиваться от характера подключаемой нагрузки, необходимо отметить два варианта твердотельных реле электрического тока: однофазные и трёхфазные.

Два вида рассчитаны на коммутацию достаточно мощной нагрузки при токах 10 – 75 А. При этом пиковые непродолжительные значения тока могут достигать величины 500 А.

В качестве нагрузки, коммутируемой твердотельными реле, выступают ёмкостные, резистивные, электромеханические цепи. Конструкции переключателей дают возможность без лишнего шума, медленно управлять, например, ТЕНАМИ, лампами с нитью накала, электрическими двигателями.
Прочность работы в определенной степени высока.

Но в большинстве случаев стабильность и долговечность твердотельных реле зависит от качества изготовления изделий. Так, устройства, выпускаются под некой торговой маркой «Impuls», часто отмечаются кратковременным служебным сроком.

С другой стороны, изделия фирмы «Schneider Electric» не оставляют повода для критики.

Как сделать ТТР собственными руками?

Имея в виду особенность конструкции прибора (монолит), схема собирается не на текстолитовой плате, как это принято, а навесным монтажом.

Схемотехнических решений в этом направлении можно отыскать много. Определенный вариант зависит от необходимой коммутируемой мощности и других показателей.

Электронные элементы для сборки схемы

Список элементов простой схемы для практического освоения и построения твердотельного реле собственными руками следующий:

  1. Оптопара типа МОС3083.
  2. Симистор типа ВТ139-800.
  3. Транзистор серии КТ209.
  4. Резисторы, стабилитрон, светоизлучающий диод.

Все указанные электронные элементы соединяются навесным монтажом согласно следующей схеме:

Благодаря применению оптопары МОС3083 в схеме формирования сигнала управления величина входного напряжения может меняться от 5 до 24 вольт.
А за счёт цепочки, которая состоит из стабилитрона и ограничительного резистора, снижен до минимально потенциального ток, который проходит через контрольный светоизлучающий диод.

Такое заключение обеспечивает длительный эксплуатационный срок контрольного светоизлучающего диода.

Проверка собранной схемы на трудоспособность

Собранную схему необходимо проверить на трудоспособность. Подсоединять при этом напряжение нагрузки 220 вольт в цепь коммутации через симистор необязательно.

Необходимо только подключить параллельно линии коммутации симистора прибор для измерений – тестер.

Режим измерений тестера необходимо выставить на «мОм» и подать питание (5-24В) на схему генерации напряжения управления. Если все работает правильно, тестер должен показать разницу сопротивлений от «мОм» до «кОм».

Устройство монолитного корпуса

Под основу корпуса грядущего твердотельного реле потребуется пластина из алюминия толщиной 3-5 мм. Размеры пластины некритичны, но должны подходить условиям хорошего отвода тепла от симистора при нагревании этого электронного элемента.

Поверхность алюминиевой пластины обязана быть очень ровной. Дополнительно следует обработать две стороны – почистить небольшой шкуркой, наполировать.
На другом шаге подготовленная пластина оборудуется «опалубкой» – вдоль периметра клеится бордюр из прессованного картона или пластика.

Должен выйдет необычный короб, который в последующем будет залит смолой на эпоксидной основе.
Вовнутрь сделанного короба помещается собранная «навесом» электронная схема твердотельного реле.

На поверхность алюминиевой пластины ложится только симистор.

Никакие иные детали и проводники схемы не должны касаться алюминиевой подложки. Симистор прикладуют к алюминию той частью корпуса, которая рассчитана под установку на отопительный прибор.
Необходимо применять теплопроводящую пасту на площади касания корпуса симистора и алюминиевой подложки.

Некоторые марки симисторов с неизолированным анодом обязательно требуется устанавливать через слюдяную прокладку.

Симистор необходимо прижать плотно к основе каким-то грузом и залить вдоль периметра эпоксидным клеем либо зафиксировать каким-нибудь образом без нарушения глади второй стороны подложки (к примеру, заклёпкой).

Приготовление компаунда и заливка корпуса

Под изготовление твёрдого тела электронного устройства потребуется сделать компаундную смесь. Состав смеси компаунда выполняется на основе 2-ух элементов:

  1. Эпоксидка без отвердителя.
  2. Порошок строительного гипса.

Из-за добавления строительного гипса специалист решает одновременно две задачи – получает подробный объём заливного компаунда при номинальном расходе смолы на эпоксидной основе и делает заливку самой лучшей консистенции.
Смесь необходимо очень хорошо перемешать, после этого можно дополнить отвердитель и вновь очень хорошо перемешать.

Дальше бережно заливают «навесной» монтаж в середине картонного короба созданным компаундом.

Заливку делают до верхнего уровня, оставив на поверхности только часть головки контрольного светоизлучающего диода. Сначала поверхность компаунда выглядит не очень гладкой, но после какого картинка изменится. Остается только подождать абсолютного застывания литья.

По существу, применить можно любые пригодные для литья растворы. Основной критерий – состав заливки не должен быть электропроводящим, плюс должна развиваться хорошая степень жёсткости литья после того как застынет.

Литой корпус твердотельного реле считается своего рода защитой электронной схемы от случайных физических повреждений.

Выводы и полезное видео по теме

Этот ролик показывает, как и на базе каких элементов электроники можно создать твердотельное реле. Автор понятливо рассказывает про все детали практики изготовления, с какими он столкнулся персонально в процессе изготовления электронного коммутатора:

Видео о проблеме, с которой можно соприкоснуться после приобретения однофазного ТТР у менеджеров из Китая. Заодно проводит необычный обзор устройства прибора коммутации:

Самостоятельное изготовление твердотельных реле – вполне возможное решение, но касательно к изделиям под низковольтную нагрузку, потребляющую относительно малую мощность.
Намного мощнее и высоковольтные приборы сделать собственными руками трудно.

Да и обойдётся эта задумка по финансам в ту же сумму, какой ценится заводской экземпляр. Так что в случае необходимости легче приобрести готовый прибор промышленного изготовления.
Если у вас возникли вопросы по сборке твердотельного реле, пожалуйста, задайте их в блоке с комментариями, а мы попробуем дать на них предельно понятный ответ.

Там же можно поделиться опытом самостоятельного изготовления реле или сообщить ценную информацию по теме статьи.

Как собственными руками собрать схему твердотельного реле

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Даже начинающий радиолюбитель способен собрать твердотельное реле. Данное устройство создано на базе полупроводниковых радиодеталей.

Силовые ключи собраны на тиристорах, транзисторах либо симисторах. Для производства схемы твердотельного реле собственными руками, необходимо узнать рабочий принцип и характерности подсоединения устройства.

В результате с его помощью можно увеличить надежность и безопасность электроцепи.

Плюсы и минусы

В отличии от остальных типов реле, твердотельное лишено подвижных контактов. Коммутация электроцепей в данном приборе создается по принципу аппаратного ключа, сделанной на полупроводниках. Чтобы при разработке твердотельного реле не было проблем, нужно разобраться с рабочим принципом прибора и его конструкцией.

Впрочем начинать необходимо с его описания важных достоинств:

  • Возможность коммутировать мощные нагрузки.
  • Переключение происходит с большой скоростью.
  • Хорошая гальваническая развязка.
  • Способно выдержит большие перегрузки на коротком временном отрезке.


Ни одно механическое реле не обладает похожими параметрами. Область использования твердотельного реле (ТТР) фактически неограничена.

Отсутствие подвижных элементов в конструкции значительно увеличивает служебный срок устройства. Но не забывайте, что прибор имеет не только преимущества.

Определенные характеристики ТТР являются минусами. К примеру, во время эксплуатационных работ мощных устройств появляется потребность в использовании дополнительного элемента для отвода энергии тепла.
Очень часто размеры отопительного прибора значительно превышают размеры самого реле.

В подобной ситуации монтаж прибора несколько затрудняется. Когда устройство закрыто, то в нем встречается утечка тока, что приводит к возникновению нелинейной вольт-амперной характеристики. Подобным образом, при применении ТТР необходимо смотреть на характеристики переключаемых стрессов.

Определенные виды устройств могут работать только в сетях с постоянным током. При подключении твердотельного реле к цепи необходимо учесть способы защиты от ложных срабатываний.

Виды устройств

Твердотельные реле можно поделить на группы в согласии с конкретными параметрами. Очень часто для спецификации данных прибор применяется категория подключенной нагрузки, а еще способ контроля и коммутации напряжения.

Подобным образом, можно отметить 3 вида реле:

  • Приборы, работающие в цепях постоянного тока.
  • Переключатели для электроцепей электрического тока.
  • Многофункциональные реле.
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

К первой группе принадлежат ТТР с критериями коммутируемых стрессов 3?32 В. Они обладают маленькими размерами, оборудованы светодиодной индикацией и могут успешно работать в диапазоне температур от -35 до 75 градусов. Представителями второй категории являются переключатели, предназначающиеся для работы в электрических цепях электрического тока при напряжении 24?220 В. Многофункциональные устройства имеют прекрасную возможность ручного регулирования для применения в определенных условиях.

Если обозначать приборы по характеру подсоединенной нагрузки, то можно отметить 2 типа приборов, работающих в сетях электрического тока, — одно— и трехфазные.

При их помощи можно управлять довольно большой нагрузкой при силе тока 10?75 А. еще необходимо обращать свое внимание на пиковые критерии электротока, которые могут достигать 500 А.


Твердотельные переключатели можно использовать в разных типах цепей, к примеру, емкостных либо резистивных.

Их конструкция дает возможность избавиться от шума в рабочий период, а еще достигнуть плавного управления приводами, к примеру, электрическими моторами или лампами. ТТР выделяются большой надежностью, но в большинстве случаев служебный срок приборов зависит от изготовителя.

Советы по изготовлению

В согласии с характеристиками конструкции, схему прибора стоит собирать не на текстолите, а при помощи навесного монтажа. Имеется очень и очень много схемотехнических решений, а подбирать необходимый необходимо в зависимости от различных показателей, к примеру, коммутируемой мощности.

Электронные детали и проверка работоспособности

Как пример можно рассмотреть обычную схему.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Использование оптической пары МОС3083 позволяет формировать сигнал управления, входное напряжение которого находится в диапазоне 5?24 В. Чтобы увеличить срок работы светоизлучающего диода АЛ307А, в схему введена цепочка, которая состоит из сопротивления и стабилитрона. Найти все электронные детали будет очень просто.

Собранная схема обязательно исследуется на трудоспособность.
Для этого необходимо не подсоединять к цепи напряжение 220 В, а обойтись параллельным подсоединением тестера к линии управления симистора.

На измерительном приборе заранее необходимо выбирать режим «мОм» и подать питание в 5?24 В на участок генерации управляющего напряжения. Если схема была собрана правильно, то тестер покажет разницу сопротивлений в диапазоне мОм-кОм.

Конструкция корпуса

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Основанием самодельного твердотельного реле будет пластина из алюминия толщиной от 3 до 5 мм. Размеры пластины большого значения не имеют и при подборе материала стоит предусмотреть только условия хорошего отвода тепла от симистора. Также необходимо не забывать, что поверхность основания обязана быть очень ровной и его стоит заранее почистить при помощи небольшой шлифовальной бумаги с обеих сторон.

Дальнейшим шагом будет установка вдоль периметра пластины бордюра из пластика либо прессованного картона. В результате должен выйдет короб, который потом заливается смолой на эпоксидной основе. Вовнутрь корпуса ставится собранная при помощи навесного монтажа схема реле.

При этом на пластине из алюминия должен находиться только симистор.

Чтобы сделать лучше процесс отвода тепла, необходимо применять термопасту, установив ее на всей территории контакта металлического основания и изделия из полупроводниковых материалов.

Также необходимо не забывать, что у конкретных симисторов анод не изолирован, и они монтируются лишь через слюдяную подложку.

Заливка компаундом

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Для производства смеси потребуется строительный гипс и эпоксидка без отвердителя. Применение строительного гипса дает возможность выполнить сразу две задачи — создается смесь замечательной консистенции и выходит большое количество раствора при небольшом расходе смолы на эпоксидной основе. Во время готовки компаунд тщательно смешивается, после этого можно дополнить отвердитель и опять перемешать.

После чего созданная схема бережно заливается компаундом до верхнего уровня, оставляя на поверхности лишь часть головки контрольного светоизлучающего диода. Во время изготовления корпуса твердотельного переключателя можно применять любые растворы, пригодные для литья.

Единственным показателем при подборе компонентов считается отсутствие способности проводить электроток.

Рукодельное ТТР станет прекрасным выбором для подсоединения к низковольтной цепи с небольшой мощностью.

Собирать намного мощнее приборы, которые рассчитаны на большие напряжения нецелесообразно. Такие схемы выделяются высокой сложностью и удобнее купить готовый прибор.

Твердотельное реле собственными руками: инструкция по сборке и рекомендации по подключению

Как собственными руками собрать схему твердотельного реле

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Даже начинающий радиолюбитель способен собрать твердотельное реле. Данное устройство создано на базе полупроводниковых радиодеталей.

Силовые ключи собраны на тиристорах, транзисторах либо симисторах. Для производства схемы твердотельного реле собственными руками, необходимо узнать рабочий принцип и характерности подсоединения устройства.

В результате с его помощью можно увеличить надежность и безопасность электроцепи.

Плюсы и минусы

В отличии от остальных типов реле, твердотельное лишено подвижных контактов. Коммутация электроцепей в данном приборе создается по принципу аппаратного ключа, сделанной на полупроводниках. Чтобы при разработке твердотельного реле не было проблем, нужно разобраться с рабочим принципом прибора и его конструкцией.

Впрочем начинать необходимо с его описания важных достоинств:

  • Возможность коммутировать мощные нагрузки.
  • Переключение происходит с большой скоростью.
  • Хорошая гальваническая развязка.
  • Способно выдержит большие перегрузки на коротком временном отрезке.


Ни одно механическое реле не обладает похожими параметрами.

Область использования твердотельного реле (ТТР) фактически неограничена. Отсутствие подвижных элементов в конструкции значительно увеличивает служебный срок устройства.

Но не забывайте, что прибор имеет не только преимущества. Определенные характеристики ТТР являются минусами.

К примеру, во время эксплуатационных работ мощных устройств появляется потребность в использовании дополнительного элемента для отвода энергии тепла.
Очень часто размеры отопительного прибора значительно превышают размеры самого реле. В подобной ситуации монтаж прибора несколько затрудняется.

Когда устройство закрыто, то в нем встречается утечка тока, что приводит к возникновению нелинейной вольт-амперной характеристики. Подобным образом, при применении ТТР необходимо смотреть на характеристики переключаемых стрессов. Определенные виды устройств могут работать только в сетях с постоянным током.

При подключении твердотельного реле к цепи необходимо учесть способы защиты от ложных срабатываний.

Виды устройств

Твердотельные реле можно поделить на группы в согласии с конкретными параметрами. Очень часто для спецификации данных прибор применяется категория подключенной нагрузки, а еще способ контроля и коммутации напряжения.

Подобным образом, можно отметить 3 вида реле:

  • Приборы, работающие в цепях постоянного тока.
  • Переключатели для электроцепей электрического тока.
  • Многофункциональные реле.
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

К первой группе принадлежат ТТР с критериями коммутируемых стрессов 3?32 В. Они обладают маленькими размерами, оборудованы светодиодной индикацией и могут успешно работать в диапазоне температур от -35 до 75 градусов. Представителями второй категории являются переключатели, предназначающиеся для работы в электрических цепях электрического тока при напряжении 24?220 В. Многофункциональные устройства имеют прекрасную возможность ручного регулирования для применения в определенных условиях.

Если обозначать приборы по характеру подсоединенной нагрузки, то можно отметить 2 типа приборов, работающих в сетях электрического тока, — одно- и трехфазные.

При их помощи можно управлять довольно большой нагрузкой при силе тока 10?75 А. еще необходимо обращать свое внимание на пиковые критерии электротока, которые могут достигать 500 А.

Твердотельные переключатели можно использовать в разных типах цепей, к примеру, емкостных либо резистивных. Их конструкция дает возможность избавиться от шума в рабочий период, а еще достигнуть плавного управления приводами, к примеру, электрическими моторами или лампами.

ТТР выделяются большой надежностью, но в большинстве случаев служебный срок приборов зависит от изготовителя.

Советы по изготовлению

В согласии с характеристиками конструкции, схему прибора стоит собирать не на текстолите, а при помощи навесного монтажа. Имеется очень и очень много схемотехнических решений, а подбирать необходимый необходимо в зависимости от различных показателей, к примеру, коммутируемой мощности.

Электронные детали и проверка работоспособности

Как пример можно рассмотреть обычную схему.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Использование оптической пары МОС3083 позволяет формировать сигнал управления, входное напряжение которого находится в диапазоне 5?24 В. Чтобы увеличить срок работы светоизлучающего диода АЛ307А, в схему введена цепочка, которая состоит из сопротивления и стабилитрона. Найти все электронные детали будет очень просто. Собранная схема обязательно исследуется на трудоспособность.

Для этого необходимо не подсоединять к цепи напряжение 220 В, а обойтись параллельным подсоединением тестера к линии управления симистора. На измерительном приборе заранее необходимо выбирать режим «мОм» и подать питание в 5?24 В на участок генерации управляющего напряжения. Если схема была собрана правильно, то тестер покажет разницу сопротивлений в диапазоне мОм-кОм.

Конструкция корпуса

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Основанием самодельного твердотельного реле будет пластина из алюминия толщиной от 3 до 5 мм. Размеры пластины большого значения не имеют и при подборе материала стоит предусмотреть только условия хорошего отвода тепла от симистора. Также необходимо не забывать, что поверхность основания обязана быть очень ровной и его стоит заранее почистить при помощи небольшой шлифовальной бумаги с обеих сторон.

Дальнейшим шагом будет установка вдоль периметра пластины бордюра из пластика либо прессованного картона. В результате должен выйдет короб, который потом заливается смолой на эпоксидной основе.

Вовнутрь корпуса ставится собранная при помощи навесного монтажа схема реле. При этом на пластине из алюминия должен находиться только симистор.

Чтобы сделать лучше процесс отвода тепла, необходимо применять термопасту, установив ее на всей территории контакта металлического основания и изделия из полупроводниковых материалов.

Также необходимо не забывать, что у конкретных симисторов анод не изолирован, и они монтируются лишь через слюдяную подложку.

Заливка компаундом

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Для производства смеси потребуется строительный гипс и эпоксидка без отвердителя. Применение строительного гипса дает возможность выполнить сразу две задачи — создается смесь замечательной консистенции и выходит большое количество раствора при небольшом расходе смолы на эпоксидной основе. Во время готовки компаунд тщательно смешивается, после этого можно дополнить отвердитель и опять перемешать.

После чего созданная схема бережно заливается компаундом до верхнего уровня, оставляя на поверхности лишь часть головки контрольного светоизлучающего диода. Во время изготовления корпуса твердотельного переключателя можно применять любые растворы, пригодные для литья. Единственным показателем при подборе компонентов считается отсутствие способности проводить электроток.

Рукодельное ТТР станет прекрасным выбором для подсоединения к низковольтной цепи с небольшой мощностью. Собирать намного мощнее приборы, которые рассчитаны на большие напряжения нецелесообразно.

Такие схемы выделяются высокой сложностью и удобнее купить готовый прибор.

Твердотельное реле собственными руками

Для большинства схем силовой электроники твердотельное реле стало не просто лучше всего но и нужно. Их превосходство – в количестве срабатываний несопоставимо больших, если сравнивать с электромеханическими, на порядок (а в действительности и того больше).

До изготовления твердотельного реле я в большинстве случаев изготавливал цепочки из симистора и схемы управления с гальванической развязкой типа симистороной оптопары MOC30***. Например будем применять следующие (основные) элементы:

  1. Симисторная оптопара MOC3083 (VD1)
  2. Симистор с изолированным анодом марки BT139-800 16A (V1 от Philips)
  3. Сопротивление что бы ограничить тока через светоизлучающий диод MOC3083 (R1 750Ом 0,5Вт)
  4. Светоизлучающий диод индикации АЛ307А (LD1)
  5. Резистор на управляющий электрод симистора 160 Ом (R2 , 0.125Вт)
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Рис 1
Твердотельное реле – эта как бы инкапсуляция такой цепочки. Для производства твердотельного реле воспользуемся рекомендациями предложенными в сборнике [1 ] . В ней автор рекомендует для увеличения надежности устройств электроники (и самодельных в том числе) заключать их в эпоксидный брикет, приводя детальное описание этой технологии.

Посмотрим, что нам понадобиться для производства твердотельного реле по данной методике. (см. фото 1). Отметим заодно, что во время написания статьи [ 1 ] клеевые пистолеты ещё не были столь популярны как теперь.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Итак, выбираем подложку из металла, который быстро пропускает тепло, к примеру алюминий. Толщина и размер подложки подбираются исходя из количества тепла, которое потребуется отвести от симистора с учетом того , что сама подложка для данной цели, может быть размещена на поверхности металла. Дальше выбираем опалубку для заливки, с подобным расчетом, чтобы в середине нее расположить все детали указанной цепочки.

В качестве опалубки применяем любые комфортные элементы из пластика напр. цилиндр от трубы из пластика, часть пластикового короба от лотка для кабеля, в моем случае опалубка сделана из части пенала для принтерных расходных материалов. Дальше приклеиваем пистолетом опалубку к подложке, и заклеиваем отверстия и щели, если они есть. Помещаем схему, спаенную и проверенную.

Тут стоит добавить, что выводы у симистора определяются не всегда определенно. Чтобы проверить открывается ли симистор от протекания тока через светоизлучающий диод оптопары MOC3083, во многих случаях, можно выяснить (без подсоединения напряжения 220В), подцепившись тестером на мегаомах к выходным концам симистора схемы.

При открытии симистора сопротивление будет падать от десятком мегаом до единиц килом (по тестеру).
Для симистора, обязательно, делаем переходный слой между спинкой корпуса и подложкой из теплопроводной пасты марки КПТ-8.

Если у симистора анод не считается изолированным, нужна также изоляционная прокладка, к примеру из пластинки слюды, вырезанной по размерам корпуса и обработанной пастой КПТ с двух сторон (все детали схемы не должны содержать электрического контакта с подложкой!). Дальше, прижав корпус симистора, отмечаем его на подложке при помощи клеевого пистолета (рис 2).

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Ложим другие части схемы, обращая собственное внимание, чтобы они не касались железной подложки, а пребывали как бы «на весу». Готовим компаунд для заливки формы в индивидуальной емкости.

Для этого главный элемент эпоксидки смешиваем с порошком строительного гипса, не добавляя пока отвердитель. Нужно сказать, что строительный гипс добавляем не только для увеличения объема компаунда, но и для уменьшения текучести эпоксидки.

В другом случае раствор ЭДП будет вытекать через очень мелкие отверстия в форме. Добавляем отвердитель к получившейся массе компаунда и вновь перемешиваем.

Масса должна хранить текучесть. Заполнив форму не следует волноваться об появившихся неровностях на поверхности брикета. (рис 3).

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Если разместить его на поверхности размещенной по горизонтали, то гравитационной силы сделают поверхность достаточно гладкой в течении получаса (рис 4) и имеющую цвет светлого кофе. Автор далек от мысли, чтобы настаивать на перечисленных материалах и технологии, как единственно потенциальной.

Наверное, к примеру, подойдёт применение клеевого состава типа «гвозди жидкие» или полиуретановая пена в качестве компаунда, только бы материал обладал невысокой электропроводностью и достаточной электрической прочностью.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Теперь тщательно взглянем на исходную схему. Если подсоединять новоиспеченное реле к Arduino и т.п. устройствам на микроконтроллерах с питанием не больше 5В, данной схемы будет довольно. Что же делать , если нужно увеличить диапазон управляющих стрессов, скажем, от 5 до 24 В? Схемотехника MOC30** дает нам возможность это сделать без дополнительных ухищрений, так как диапазон тока через светоизлучающий диод оптопары раскинулась там до 50 мА.

Труднее дело обстоит с индикаторным светоизлучающим диодом, таким, к примеру, как АЛ307А . Согласно советам изготовителей: не необходимо устанавливать постоянный прямой ток /ПР через светоизлучающий диод, близкий к самому большому пределу, указанному в даташите. В большинстве случаев это 20 мА.

Непрерывная эксплуатация с подобным током понижает долгосрочную прочность. Для получения подходящей яркости свечения достаточно задать ток 4…10 мА. Т.Е. необходимо каким-нибудь образом организовать схему таким образом, чтобы ток, текущий по цепи АЛ307 – 1,2 MOC3083 мало зависел бы от прилагаемого напряжения.

Кажется , что наиболее просто этого достигнуть подключив стабилитрон D после балластного сопротивления R1, беря во внимание тот факт, что напряжение на светодиоде, в основном линейно зависит от протекаемого тока, начиная от некоторого уровня (напр. 1,6 В) . В данном варианте стабилитрон с опорным напряжением 3,3В откроется при достижения опорного, и будет «стравливать» лишний ток через себя.

Но очень продуктивны в данном варианте схемы с питанием этой цепи источником тока [ 2, 3 ].
Следуя советам перечисленных источников, построим схему с питанием стабильным током в диапазоне 7—14 мА и в диапазоне питающих стрессов 4—24В.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Рис 2
Освоив эту технологию и «набив руку», несомненно, можно делать твердотельные реле в огромном количестве будто «горячие пирожки».

  1. Бирюков С.А.Устройства на микросхемах: цифровые устройства для измерительных работ, источники питания, непрофессиональные конструкции, Москва «Солон-Р», 2000, стр. 188
  2. П. Хоровиц, У Хилл Искусство схемотехники, Москва, «Мир» ред. М.В. Гальперина 1986 Том 1. Стр.103
  3. Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства (Справочник) М. «Радио и связь» 1984г

Инструменты

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Чтобы обеспечить бесконтактную коммуникацию разных устройств без применения электромагнитов используют твердотельное реле. Про специфики, принципе действия и схеме подсоединения этого устройства побеседуем дальше.

Оглавление:

Твердотельное реле – рабочий принцип

Твердотельное реле – данное устройство, обеспечивающее контакт между низковольтными и высоковольтными работающими от электричества цепями.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Разглядывая структуру этого прибора, большинство моделей похожи между собой, имеют небольшие отличия, которые никак не оказывают влияние на рабочий принцип.
Структура твердотельного реле включает наличие:

  • входа,
  • оптической развязки,
  • триггерной цепи,
  • цепи переключателя,
  • цепи защиты.

Входом считается первичная цепь, отличающаяся наличием резистора на систематическом изоляторе, который имеет методичное подключение. Главная функция цепи входа состоит в принятии сигнала и передаче команды устройству твердотельного реле, которое коммутирует нагрузку.
Как изоляция входной и выходной сети с электрическим током применяется устройство оптической развязки.

От типа данного компонента, зависит вид реле и его рабочий принцип.
Для обработки входного сигнала и переключения выхода применяется конструкция триггерной цепи.

Она выступает, как отдельный компонент, а в большинстве моделей входит в состав оптической развязки.
Чтобы подать силу напряжения на нагрузку применяется цепь переключающего типа, которая включает транзистор, кремниевый диод и симистор.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Чтобы обезопасить твердотельное реле от сбоев в работе или проявления ошибок, применяется отдельная защитная цепь. Данное устройство бывает двух вариантов: внешнего и внутреннего.

Твердотельное реле схема состоит из:

  • системы контроля,
  • устройства твердотельного реле,
  • мотора, насоса, инверторного аппарата, блока питания или нагревателя.

Чтобы коммутировать индуктивную нагрузку при помощи твердотельного реле следует расширить запас тока в 6-8 раз.
Рабочий принцип твердотельного реле состоит в замыкании или размыкании контактов, которые передают напряжение конкретно на реле.

Чтобы привести в действие контакты нужно наличие активатора. Его роль в твердотельном реле делает полупроводник или твердотельный прибор.

В устройствах которые работают при переменном токе это тиристор или симистор, а для приборов с постоянным током – транзистор.
Прибор, который отличается наличием основного транзистора, считается твердотельным реле. Это, к примеру, датчик работающий на движение или света, который при помощи транзистора выполняет передачу напряжения.

Между напряжением в катушке и силовых контактах возникает действие гальванической развязки, которое пропадает в последствие наличия оптической цепи.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Плюсы и сфера применения твердотельного реле

Твердотельное реле часто заменяет обыкновенные контактеры из-за большого числа положительных качеств перед ними. Рассмотрим главные положительные качества твердотельного реле:
1. Маленькое энергопотребление – из-за отсутствия электромагнитного разнесения, электромагнитное реле потребляет много электрической энергии, так как в твердотельном реле применяется полупроводник, кол-во электрической энергии для его работы меньше на 90%.

2. Твердотельное реле небольшое устройство, это качество дает возможность его легко перевозить и ставить.
3. Такое устройство отличается большим уровнем быстродействия и не требует ожидания для запуска.
4. Невысокая шумопроизводительность – дополнительное хорошее качество твердотельного реле перед контактерами.

5. Подобные изделия выделяются более долгим эксплуатационным сроком и не просят дополнительного техобслуживания.
6. Имеют широкую область применения и подходят для различных приборов.

7. Твердотельное реле позволяет включать цепь не допуская помех электромагнитного характера.
8. Большой уровень быстродействия дает возможность избежать дребезга контактов в рабочий период устройства.

9. Твердотельное реле дает возможность выполнить свыше миллиарда срабатываний.
10. Наличие хорошей изоляции между цепями входа и коммутации увеличивает продуктивность прибора.

11. Реле отличается наличием небольшой герметичной конструкции и стойкой вибрацией перед ударами.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Сфера применения твердотельного реле весьма большая. Их применяют в случае если появляется потребность в коммутации индуктивной нагрузки.

Рассмотрим важные области использования этого устройства:

  • система, в которой выполняется температурная регулировка с помощью трубчатого нагревателя;
  • чтобы поддержать стабильную температуру в технологичном процессе;
  • для коммутирования цепи управления;
  • при выполнении замены контакторов бесконтактного реверсного типа;
  • управление электродвигателями;
  • контроль нагрева, преобразователей электрической энергии и прочих технических приборов;
  • управление уровня освещения.
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Разновидности твердотельных реле

Есть несколько вариантов твердотельного реле, которые выделяются характерностями контролирующего и коммутируемого напряжения:
1. Твердотельные реле постоянного тока – применяется при действии постоянного электричества в диапазоне от 3 до 32-х Вт.

Отличается высокими удельными свойствами, светодиодной индикацией, большой надежностью. Большинство моделей имеют большой диапазон рабочих температур от -30 до +70 градусов.
2. Твердотельные реле электрического тока отличается невысоким уровнем электро-магнитных помех, отсутствием шума в рабочий период, невысоким электропотреблением и большой скоростью работы.

Рабочий интервал составляет 90-250 Вт.
3. Твердотельные реле с ручным управление, дают возможность настраивать вид работы.

В пропорции с типом нагрузки выделяют:

  • однофазное твердотельное реле,
  • трехфазное твердотельное реле.

Однофазное реле позволяет коммутировать электричество в диапазоне 10-120 А, или в диапазоне 100-500 А. Фазовое управление выполняется с помощью аналогового сигнала и переменного резистора. Трехфазные реле используют для коммутации тока сразу на 3 фазах одновременно. Они имеют рабочий интервал от 10 до 120 А. Среди трехфазных реле выделяют устройства реверсивного типа, которые выделяются маркировкой и бесконтактной коммукацией.

Их функция состоит в хорошей коммутации каждой цепи отдельно. Особые устройства способны хорошо оберегать реле от ложных включений.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Они применяются в момент запуска и работы асинхронного мотора, который создает их реверс. При подборе этого устройства нужно віполнять большой запас мощности тока, который безопасно и успешно эксплуатирует устройство.
Во избежание проявления перенапряжений при применении реле, необходимо обязательно приобрести варистор или предохранитель быстрого действия.

Трехфазные реле выделяются более долгим эксплуатационным сроком, чем однофазные. Коммукация происходит в последствие перехода тока через ноль и светодиодную индикацию.

В пропорции со способом коммукации выделяют:

  • устройства, выполняющие нагрузки емкостного типа, редуктивного типа, слабой индукции;
  • реле со случайным или мгновенным включением, используются тогда, когда требуется мгновенное срабатывание;
  • реле с наличием фазового управления, дают возможность делать настройку ТЕНОВ, ламп общего назначения.

В пропорции с конструкцией твердотельные реле бывают:

  • устанавливаемые на Д И Н планки,
  • многофункциональные, ставящиеся на рейки переходного типа.
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Выбор и покупка твердотельного реле

Чтобы приобрести твердотельное реле, необходимо обратиться в специальный магазин бытовой техники, в котором компетентные специалисты помогут выбрать устройство, в пропорции с требуемой мощностью.
Твердотельное реле цена определяется подобными характеристиками:

  • вид устройства,
  • наличие элементов крепления,
  • материал, из которого выполнен корпус,
  • мгновенное или постепенное включение,
  • наличие добавочных функций,
  • изготовитель,
  • мощность,
  • электропотребление,
  • размеры прибора.

При покупке твердотельного реле, нужно учитывать один принципиальный момент. Такие устройства должны работать с мощностным запасом, который превосходит мощность прибора во много раз.

Если не держаться данного правила, при небольшом повышении мощности, прибор быстро поломается.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Рекомендуется применение специализированных предохранителей, которые смогут помочь избежать неполадки реле.
Есть несколько вариантов предохранителей:

  • g R – применяются во большом диапазоне мощностей, выделяются быстрым действием;
  • g S – применяются во всем диапазоне тока, защищаю детали полупроводников от очень высоких нагрузок электрической сети;
  • a R – оберегают детали полупроводникового типа от проявления коротких замыканий.

Эти приспособления имеют очень большую цену, которая приравнивается к цене самого реле, однако они предоставляют высокоэффективную защиту устройства от неполадки.
Есть иные предохранители, которые относятся к классу В, С и D. Они выделяются меньшим спектром защиты и очень дешевой стоимостью.

Во время эксплуатационных работ твердотельного реле, нужно учитывать, что этот прибор достаточно быстро нагревается. Если корпус устройства особенно сильно нагрелся, то оно не способно коммутировать ток в обыкновенном режиме, кол-во тока особенно сильно уменьшается. Если температура нагрева достигнет 65 градусов, то прибор сгорит.

Благодаря этому при использовании реле обязательно необходима установка охлаждающего отопительного прибора. И запас тока должен быть в три, 4-ре раза выше.

Если выполняется регулировка двигателей асинхронного типа, то запас тока возрастает в восемь-десять раз.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Характерности подсоединения твердотельного реле

Советы по самостоятельному подключению твердотельного реле:
1. Соединения не просят применения пайки, а выполняются винтовым способом.
2. Во избежание повреждения прибора нельзя допустить попадания в него пыли или элементов металлического происхождения.

3. Не позволяется прилагать недопустимые наружные воздействия на корпус устройства.
4. Не нужно размещать твердотельное реле рядом с легко воспламеняющимися предметами, а еще не прикасайтесь к прибору, В то время когда он функционирует, во избежание получения ожогов.
5. Перед включением реле необходится удостовериться в правильной коммутации соединений.

6. В случае нагрева корпусы выше 60 градусов, рекомендуется установка реле на охладительный радиатор.
7. Во избежание повреждения прибора нельзя допустить появления короткого замыкания на выходе.

Твердотельное реле собственными руками

Твердотельное реле (ТТР) или Solid State Relay (SSR) — это электронные устройства, которые выполняют такие же функции, что и электромеханическое реле, однако не содержит двигающихся частей. Серийные твердотельные реле применяют технологии полупроводниковых устройств, например как тиристоры и транзисторы.
Другими словами взамен подвижных контактов в ТТР применяются электронные полупроводниковые ключи, в которых цепи управления имеют гальваническую развязку с силовыми, коммутируемыми цепями. Хорошо в настоящий момент переключательных полевых транзисторов приобрести нет никаких трудностей.

Подобным образом, для построения твердотельного реле нам потребуется MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) транзистор, российский эквивалент термина — МОП-транзистор или полевой транзистор с изолированным затвором, и оптрон. На страничках сайта есть статьи, посвященные транзисторным ключам с оптической изоляцией – «Транзисторный ключ электрического тока»

В этой статье рассмотрен ключ для коммутации электрического тока. Применяя SMD элементы по этой схеме можно сделать ТТР электрического тока. Часть деталей устанавливается на монтажной плате, которая фиксируется к алюминиевой положке.

Транзисторы монтируются на подложку через слюдяные прокладки. Конденсатор С1 лучше всего взять или танталовый или керамический.

Его емкость можно сделать меньше.
Еще одна статья – «Транзисторный ключ с оптической развязкой»

В данной схеме к качестве коммутирующих транзисторов применяются биполярные транзисторы различных структур.
Существует еще одна схема гальванически развязанного ключа на моп-транзисторе с защитой от предельного тока нагрузки. О нем шла речь в статье «Mощный ключ постоянного тока на полевом транзисторе»

Все это хорошо, если напряжения, с которыми работают ТТР реализованные на MOSFET, дают возможность управлять этими полевыми транзисторами. А как быть с коммутацией напряжения, к примеру 3,3 вольта.

Для открытия полевого транзистора такого напряжения откровенно не достаточно. Необходим какой-то преобразователь, способный поднять напряжение управления хотя бы до пяти вольт. Традиционный импульсный преобразователь применять для реле – чрезмерно громоздко.

Однако есть иные преобразователи – оптические, к примеру — TLP590B.

TLP590B Datasheet Pdf

Такие преобразователи на выходе предоставляют напряжение порядка 9 вольт, что будет достаточно для управления моп-транзисторами. Из документации на эти преобразователи видно, что они очень маломощные и которые способны отдать на выходе ток только порядка 12мкА.

У моп-транзисторов есть этот параметр – Заряд затвора – Qg. Пока затвор данного транзистора не получит достаточный заряд – транзистор не начнет открываться.

Скорость заряда зависит от тока, способным обеспечить цепь управления, чем больше ток управления, тем быстрее затвор получает достаточный заряд, тем быстрее открывается транзистор. Тем меньше будет время, когда коммутирующий транзистор будет пребывать в активной зоне выходной характеристики – тем меньше на нем будет выделяться тепла. Но в нашем случае, когда транзистор работает не в преобразователе, на относительно высоких частотах, а для реле, вкл – выкл, ток в 12 мкА будет достаточен.

Правда лучше разумеется подбирать основные транзисторы с малым зарядом затвора. К примеру.

AOT7S60 Datasheet Pdf

Этот транзистор способен коммутировать напряжение 600В при токе слива 7А. Мощность слива при температуре +25 С — 100Вт. При этом заряд затвора Qg всего 8,2 нанокулона = 8,2nC.

Чтобы сравнить популярный транзистор IRF840 имеет Qg = 63nC.

IRF840 Datasheet Pdf

Для управления низковольтными нагрузками можно задействовать транзистор irlr024zpbf. При данных режимах измерения ток слива – 5А, напряжение слив – исток – 44В, напряжение затвор – исток -5В, имеет типовое значение заряд затвора Qg = 6,6nC.

irlr024zpbf Datasheet Pdf

Однако у меня подобных транзисторов нет и я для реле использовал транзисторы IRL2505 с каналом типа n. У данного транзистора Qg = 130nC !

IRF2505 Datasheet Pdf

Другой транзистор с каналом типа р — IRF4905, у этого транзистора самый большой Qg = 180nC .

IRF4905 Datasheet Pdf

Схему собрал очень простую, ту что на рисунке 4

В качестве коммутирующего транзистора в данной схеме применен транзистор IRF4905 с каналом – р. Транзистор не был снабжен теплоотводом и в открытом состоянии нагревался до +60?С при токе 2А. Напряжение 3,3В коммутировал хорошо. Теперь, имея в собственном распоряжении такой преобразователь, что нам мешает использовать в позитивном проводе питания и транзистор с каналом n?

Результат превзошел мои ожидания. Транзистор IRF2505 без отопительного прибора почти не грелся при токе нагрузки 4А. при напряжении на нагрузке 12,6 В В двоих экспериментах ток управления я выставил приблизительно 10 мА. Самый большой ток светоизлучающего диода по документам – 50 мА.

Больше 10 мА не стоит повышать ток – фактически ни чего не меняется. Я очень доволен таким реле.

Если описать параметры этой релюхи, касательно к электромагнитному реле, то они были бы такими. Напряжение срабатывания – какое хочешь ! Только подбирай R2.

Ток срабатывания – 10 мА. Ток и напряжение коммутации – какое хочешь . (В разумных пределах разумеется)Только подбирай транзисторы.

Не слабо. Хочется проверить такие устройства с коммутацией емкостных и индуктивных нагрузок.

Это позднее. Пока искал буквы на клавиатуре, пришла еще одна мысль. Если транзистор поставить в диагональ диодного моста, то можно коммутировать переменные напряжения.

Таким реле можно коммутировать обмотки преобразователей электрической энергии. Пока все. Всем удачи.

К.В.Ю.

Твердотельное реле – устройство и характерности конструкции

Главная страница » Твердотельное реле – устройство и характерности конструкции

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Электромеханическое реле (ЭМР) — бюджетный, простой в применении электронный прибор. Такой вид коммутаторов позволяет переключать цепь нагрузки при помощи управления электрическим изолированным входным сигналом. Но электромеханическое реле обладает серьёзным недостатком – действует на механической основе.

Фактор механики уменьшает, например, скорость переключения (время отклика) контактной группы. В этом смысле конструкция твердотельных реле смотрится более симпатичной.

Также эксплуатационную долговечность твердотельное реле гарантирует более длительным периодом если сравнивать с прибором механического действия.

Твердотельное реле: причины возникновения

Собственно с целью преодоления выделенных минусов ЭМР, был разработан другой вид устройств коммутации, именуемый твердотельным реле (ТТР).
Сравнительно новый прибор короткого замыкания собой представляет твердотельный бесконтактный, чисто электронный конструкторский вариант.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Существующий выбор приборов открывает много возможностей с целью решения задач электро-электронного характера. Очень разнообразные модели ТТР предлагает рынок электроники
Полупроводниковое реле, выступая исключительно электронным устройством, логически отрицает наличие двигающихся частей в составе конструкции.

Функции механических контактов твердотельного устройства заменены силовыми полупроводниковыми ключами:
Электрическое зонирование (развязка) между входным руководящим сигналом и входным напряжением нагрузки выполняется с помощью высокочувствительной оптопары.

Характерности выполнения электронных коммутаторов

Исполнение твердотельного реле обеспечивает большую степень надежности, долговечность эксплуатации. Практика использования отмечает большое снижение электро-магнитных помех.
С точки зрения скорости действия – ТТР показывает мгновенное время отклика если сравнивать с простым электромеханическим коммутатором.

Требования в отношении к мощности управления входным сигналом твердотельного реле, в основном, довольно низки. Благодаря этому твердотельным приборам свойственна просторная совместимость.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Предполагаемая конфигурация приборов: 1, 2, 3, 4 — схема управления ключом; А — транзисторная на постоянный ток нагрузки; В — тиристорный мост под электрический ток; С — методичное включение тиристоров под электрический ток; Е — симисторная под электрический ток
Электронные коммутаторы совместимы с огромным числом элементов семейства логических интегральных схем. При этом нет надобности внедрения дополнительных буферов, драйверов, усилителей сигнала.

Впрочем, будучи полупроводниковым устройством, твердотельные реле часто просят установки на мощные отопительные приборы охлаждения для устранения перегрева основного переключающего полупроводника.

Твердотельное реле: логика действия

Практично устройствами электрического тока предусматривается переключение в состояние «включено» в точке пересекания нуля синусоидальной формой электрического тока.
Так устраняется момент высоких пусковых токов при переключении индуктивных или емкостных нагрузок.

Фактор переключения: 1 — состояние ключа «включено»; 2 — состояние ключа «отключено»; 3 — важная точка включения; 4 — напряжение включения; 5 — важная точка выключения; 6 — отпирающее напряжение; 7 — состояние выхода
Противоположная функция переключения тиристоров, транзисторов, симисторов в состояние «выключено» обеспечивает усовершенствованные характеристики с точки зрения потенциального образования электрической дуги, чем классически «болеют» контакты электромеханических реле.
Подобно конструктивному исполнению электромеханических реле, на выходных клеммах ТТР также требуется наличие цепи амортизаторов из серии резистивно-конденсаторной группы.

Таким вариантом выполняется защита выходных полупроводников коммутационных устройств от импульсных помех и стрессов.
В основном, такой вид помехи образуется при переключении высоко-индуктивных или ёмкостных нагрузок.

Конструктивное исполнение большинства современных ТТР учитывает внедрение защитных RC-шлюзовых цепей конкретно в тело приборов. Данный момент нет необходимости восполнять схему внешними электронными элементами.

Ненулевые переключатели-детекторы перекрестных помех (мгновенное включение), обычные ТТР, применяются в конструкциях с фазовым управлением.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Варианты управления ТТР: А — прямое переключение управления; В — транзисторное переключение; С — управление логическим элементом: Е — управление микроконтроллером
Обыкновенный пример: управление освещением на концертах, шоу, дискотеках и т. п. Также часто устройства применяются для управления частотой вращения вала электрических двигателей.

Так как выходным коммутационным устройством твердотельного реле считается полупроводниковое устройство (транзистор для цепей коммутации постоянного тока или комбинация симистор-транзистор для переключения электрического тока), падение напряжения на выходных клеммах ТТР в большинстве случаев может достигать 1,5-2,0 вольт.
При многократном переключении больших токов потребуется дополнительный тепловой отвод при помощи железных отопительных приборов.

Системы ввода-вывода модульного типа

Модульный интерфейс ввода-вывода также необходимо рассматривать обычным твердотельным реле, специально приготовленным под интерфейсы компьютеров, микроконтроллеров, для «настоящих» нагрузок и переключателей.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

8-канальный модуль твердотельного реле (электрического тока), оборудованный интерфейсом USB. Аналогичные решения находят частое использование в составе компьютерной техники

Доступны 4-ре основных типа модулей ввода-вывода:

  1. Входное напряжение электрического тока с выходом логического уровня TTL или CMOS.
  2. Входное напряжение постоянного тока с выходом логического уровня TTL или CMOS.
  3. Выходной сигнал TTL или CMOS для переменного напряжения на выходе.
  4. Выходной сигнал TTL или CMOS для постоянного напряжения на выходе.

Любой из модулей содержит в одном маленьком устройстве все нужные схемы для обеспечения полного интерфейса и обеспечения изоляции.
Устройства доступны в виде некоторых твердотельных модулей или объединены в составе 4, 8 или 16-канальных систем.

Минусы твердотельных реле

Главными минусами твердотельных реле (ТТР), если сравнивать с электромеханическим реле одинаковой мощности, считаются более большие расходы на изготовление данного вида электронных приборов.
В состоянии «выключено» отмечаются утечки тока через коммутационное устройство.

Более того, в состоянии «включено» отмечается фазное падение напряжения и рассеивание мощности, что требует использования дополнительных отводящих тепло устройств.
Твердотельные реле не в состоянии обеспечить переключение при малых токах нагрузки, а еще прохождение высокочастотных сигналов, аналогичных аудио или видео.

Правда, для такого варианта коммутации есть и доступны особые полупроводниковые переключатели.

Изготовление твердотельного реле собственными руками

Конкретно собственными руками, каждому электронщику среднего уровня под силу собрать обычное твердотельное реле. Прибор, изготовленный собственными руками, может применяться для управления нагрузкой, питаемой от бытовой сети электрического тока.

Например, можно создать более успешным управление лампами освещения или электрическими двигателями, если собрать электронный регулируемый коммутатор по следующей схеме.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Схема для сборки собственными руками под нагрузку 300-600 Вт при напряжении 120 — 220В: 1 — оптопара МОС 320, МОС 341; 2 — симистор BTA06-600B; 3 — сигнал управления от микроконтроллера
Схема основывается на электронном устройстве развязки — оптопаре MOC 3020. Между тем опто-симисторный регулятор MOC 3041 имеет те же характеристики, но дополнительно наделён встроенной системой детектирования пересекания точки нуля.

Такой вариант дает возможность получить всю мощность без тяжёлых пусковых токов при переключении индуктивных нагрузок. Благодаря диоду D1 устраняется повреждение схемы из-за причины обратного подсоединения входного напряжения.
Резистор R3, номиналом 56 Ом, шунтирует прохождение токов, когда симистор находится в состоянии закрытого перехода, исключая неправильное срабатывание.

Этим же резистором организуется связь терминала затвора с нижним по схеме электродом, чем обеспечивается полное закрытие перехода симистора.
Если применяется входной сигнал широтно-импульсной модуляции, частота переключения режимов «включено-отключено» должна быть поставлена максимум на 10 Гц не больше для нагрузки электрического тока.

В другом случае, переключение состояния выходной цепи реле может быть нарушено.

Детальный видео-рассказ о рабочих принципах ТТР

Сообщества › Электронные Поделки › Блог › помогите отремонтировать твердотельное реле

Всем привет. Парни подскажите, приобрел у братьев наших низкорослых твердотельное реле 40А для запуска 3х 2квт нагревательных элементов в 220в, запустил и минут через 5 выбило автомат…
снял реле, смотрю на клемах почернение. Разобрал его, выпаял симистор, а он пробитый.

Так вот вопрос, симистор стоит BTA16 600b, т.е мах 16А 600В как он может выдерживать 40А да еще на подобных тонких ножках, если у меня на трубчатые нагреватели идет кабель 5 квадратов, или он при 220v держит эти 40А? На что более мощное его можно заменить?

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению
Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Смотрите также

Комментарии 71

и глянь видосы как чел заводит спор с нечестным продованом по лед лампам он возвратил пол стоимости за рабочие все лампы просто леды были нетой марки и размер и по мощьности . а утебя схорело изза нечесного описания продовца и его нужно тыркать носом чтобы стал добропорядочным или остальные глянут фоты твои в негативных отзывах и все увидят . дерзай думаю полную сумму вернешь или новый тебе отправит

когда то непоздно написать гневный отзыв на продовца то он так и будет врать всех . все ему напиши как есть и пускай он исправит что честно стоит на плате что по 12-20апер симистор там и выложи фотки в отзывы если он тебе неоплатит теристор 40-600 который ты купил и ремонт говоря иначе 100-150ре пускай вернет поверь он согласиться если он еще продает . или пускай отправит очередной такойже . в личном сообщении напиши что откроешь спор. этоже настоящий обман .

а почему вы спор не открыли китайцу и засняли бы все что несоответствует 40 амперам и пообещали бы ему отзыв голимый написать глядишь деньги бы возвратил вам на карту . пускай знает что добропорядочным быть лучше ми доступнее там гарантия врое год -надо всегда уточнить и при приобретении писать сразу ему если чегото будет нето с наружной стороны и в нутри то спор и отзывы сразу ему предупредить его узкоглазую наглюгу . если симистор мощьный поставили то и резистор наверное нужно немного сделать меньше или у вас аналогичный ток уэ у данных тиругиных. ясам удивился какие кит аесы нечсные врут тем более в описании и фоты делают сладостные и большые а сама вещь может быть ничтожная где нечего не увидишь на экране . глянул на яндексе фотки и у большинства обман даже за 700ре дс дс реле на 120апер а там пт в то220 -маленький на 60ампер и для чего собой представляет коробочка с 5 деталями за 700ре .

Я это реле 1.5 года назад приобретал, только недаво запустил печь с этим реле и оно сгорело, поздно уже писать!

Решил опять вернуться к данной теме и выбрал симистор. Поставил BTA41-800 и вуаля!

Все работает прекрасно. Коммутирует нагреватель мощностью 4кВт. Работает пока День третий, упреков нет.

Кстати, решил во всех собственных экземплярах заменить этот симистор и каково было мое изумление, когда разобрав второй я там обнаружил BTA12! Мудаки китайцы.

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Я тоже поменял на BTA41 600B, прекрасно тянет 28А 6000Вт, на всякий пожарный случай еще поставил на отопительный прибор кулер с компа, не очень сильно греется

Подобно установил отопительный прибор с процессора и вентилятор. Токи недетские- нужно обезопаситься))

Поставь традиционный пускатель на 40Но и не изобретай колесо. Собраные на коленке реле аналогичного типа нужно маркировать с добавлением минус 1 нолик.

А в чем превосходство перед магнитным контактором?
Помимо того, что реле существенно тише)

Только в этом. У меня печь с термостатом, с ума сойду сколько оно будет щелкать, да и думаю что в этом режиме быстро подгорят контакты!

необходимо 3 штуки было
перегрузил его, 37А для реле с пиковым 40А многовато.

Как это 6000вт/220в=27А, откуда 37А, уже впаял BTA41 600B хорошо цикл отработало!

Только в этом. У меня печь с термостатом, с ума сойду сколько оно будет щелкать, да и думаю что в этом режиме быстро подгорят контакты!

у меня электрический бойлер ЭОС и я поставил пускатель, собери в щитке и не будет ничего слышно.

Поправьте может я не верно понимаю. Если сосчитать мощность этой рыле то выходит (600*15) 9кв. Если поделить 9кв на 40 (9000/400) то приобретаем 225в.

Т.е при 225 вольтах рыле удержит 40А.

Нет. Напряжение не при чем)

Так как у полупроводников напряжение и ток живут отдельно один от одного. К примеру, если для полевого транзистора IRHMS67264SCS отмечено 250В и 45А, то это предельные значения — постоянный ток более 45А нельзя отгонять через него.

вот здесь не верно
напряжение и ток образую мощность которую сможет переварить транзюк, и про постоянный ток он боюсь и 10А не удержит, вся фишка в том что он функционирует в импульсном режиме, благодаря этому переваривает такую мощность.

Взгляни даташит на этот транзистор — 45А постоянный ток, имплульсный 180А. Сопротивление канала около 40мОм.

При токе 45А на нем выделится около 80Вт, корпус же его (TO254AC) рассеивает до 200Вт.

Я про китайский гаджет, там в большинстве случаев 16 амперки стоят в импульсном тянут до 40

Исключительно на импульс идёт ограничение по продолжительности и частоте повторения. А заявленные 16А постоянного тока он должен выдерживать с соответствующим охлаждением.

Поправьте может я не верно понимаю. Если сосчитать мощность этой рыле то выходит (600*15) 9кв. Если поделить 9кв на 40 (9000/400) то приобретаем 225в.

Т.е при 225 вольтах рыле удержит 40А.
Правильно говорит.

Если максимум 16А это может быть 24В и 16А или 380в и 16А. Если Ток будет 20Но и 12В то уже проблемы.

По всей видимости китайцы обманули как иногда это бывает. Или обманули их примитивным производством.

Хорошо что не купил, лучше самому собрать. Там MOC3021 по стандартной схеме и BTA41-600B

Твердотельное реле своими руками инструкция по сборке и советы по подключению

Китайцы хитрят, указывают импульсный ток. Причём, с условиями им одним популярными.

Как уже писали здесь…поставить туда оптрончик другой и симистор мощнее…блин, если б я помнил номиналы подсказал бы…просто в термостатических клапанах персонально менял такие реле на спарку: оптрон+симистор

Столкнулся с такой же ситуацией. Пробовал устанавливать симисторы на 40А или на 45, уже точно не помню.

Так вот схема включения не смогла им управлять. При небольшой нагрузке работал хорошо, а при подключении Нагревательных элементов трубчатого типа не включал совсем.

Решил пока обойтись 16 амперами, а в перспективе собрать в середине данных корпусов аналогичную схему, но на намного мощнее компонентах (заменив не только симистор, но и оптосимистор или как там его называют еще).

если есть кетайские Ватты, отчего же не быть кетайским Амперам?
автор: отчего же не собрать нужное из нужных элементов: симистор по вкусу + zero-cross оптрон? И уж точно такое будет понадёжнее безродного кетая.

Это не китайские амперы, это не определенное время нагрузки.
Пиковая на 0.0000000001с может быть и 1000А.

На предприятии стоит твердотелка кипприбор, пару лет тянет три трубчатого нагревателя, не помню какой мощности, приобретали за 1500, хорошие, советую)

я диспут открывал и возвращал деньги в полную цену из-за этих вот 16 амперных симисторов))) для не высокой нагрузки то что нужно их применять

подобную нагрузку лучше одинаково на 3 фазы, а коммутировать этим www.ebay.com/itm/DC-AC-Th…cdba12:g:UggAAOSwLF1YALRD

К несчастью у меня нет 3х фаз

тык и нужно было приобретать 220, КНР все правильно указал, даже с запасом, 3 фазы на 220 и будет 13 ампер…у вас даже с запасом, считать нужно правильно…по кетайскЭ

лишь как можно подключить 380в на однофазное реле? по любому, если я буду подсоединять одну фазу, то между фазой и нулем будет 220В. Для 380 имеются собственные 3х фазные реле!

вот так и можно, три штуки, по одной на фазу… как предохранитель, тоже ведь пишется 60 ампер, зато вы же его ставите на один кабель

ну написано же 380 вольт, вот и он и может выдержать 40 ампер, а при 220 она возрастает, говоря иначе дело здесь в мышлении китайском, как вам обьяснить то…говоря иначе у них только 40 ампер и они их вычисли при 380 , плюс еще краткосрочно, час или еще чего, а вы увеличили нагрузку сделав 220, вот и ток поднялся

Коммутация мощной нагрузки не так проста, не так давно попалась статья на гике, я думаю это лучшее решение.
geektimes.ru/company/unwds/blog/271090/

прекрасно работает аналогичный принцип. однако не очень простая реализация.
перед началом столетия по данному принципу свет в цеху включали (пол сотни ДРЛок на линию не очень хорошая нагрузка)

Коммутация мощной нагрузки не так проста, не так давно попалась статья на гике, я думаю это лучшее решение.
geektimes.ru/company/unwds/blog/271090/
Подобная штука была в советских светофорах.

чтобы увеличить рабочий срок ламп ?

Дума что реле еще. Так как мигание сделоно тиристором, а не релюшкой

Подобная штука была в советских светофорах.

В паралель нельзя поставить 3-4 подобных реле?

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.