Katı hal rölesinin eşdeğer devresi

50V AC voltajı değiştirmek istiyorum. Maksimum boşaltılan akım 5A olacaktır. Frekans 50Hz'dir. Anahtarlama hızı önemli değil, gerçek yavaş olabilir, uygulamamda sorun değil.

Bu amaçla önce katı hal rölesini kullanmak istedim. Ama bir SSR aramaya başlar başlamaz, fiyatlarının çok yüksek olduğunu gördüm. Daha ucuz bir alternatif çözüm için, katı hal rölesi yerine MOSFET transistörlerini (farklı bir transistör tipi de olabilir) kullanmak istiyorum.

Yukarıda verdiğim özelliklere sahip katı hal rölesinin bir MOSFET eşdeğer devresini önerebilir misiniz?

SSR yapmanın üç yolu şunlardır:

İlk iki FET kullanır ve gerektiğinde bir AC döngüsü boyunca kapatılıp açılabilir. Anahtarlama hızının anlaşılması gerekir. Yüzen kapı versiyonları, önlemek için fazla dikkat edilmedikçe sapmayı kontrol eden bir RC zaman sabitine sahiptir.

TRIAC devresi ateşlendiğinde açılır ve bir sonraki sıfır geçişte kapanır. Sıfır geçişi geçer geçmez ateşlenebilir, ancak bir sonraki sıfır geçişine kadar tekrar kapatılamaz. Böylece, ateş noktasından bu yarım döngünün sonuna kadar uzanan yarım döngüler veya yarı döngüler elde edebilirsiniz. Endüktif yükler bunu biraz karmaşıklaştırır, ancak temel tartışmanın dışındadır.

(1) "Yük" olarak 4 diyot köprünün içine bir MOSFET yerleştirin. Köprüden AC'ye AC girişi "kısa devre" = FET açıkken AC için açık Kapı geçiyor, bu nedenle kapıya voltaj almanız gerekiyor. Zor değil ama düşünmeye ihtiyacı var. Kaba diyagram - daha sonra belki daha iyi. Burada gösterilen transistör bipolar ancak MOSFET aynı işi yapıyor. MOSFET daima DC'yi görür. Yük AC anahtarlamasını görür. Opto ile sürücü kapısı. Gücü drenajdan bir rezervuar kapağına rezistör beslemesi ile opto yoluyla sürmek için güç elde edin.

(2) Seri olarak iki örneğin N kanallı MOSFET - kaynağı kaynağa ve kapıdan kapıya bağlayın. Girişler 2 x tahliyedir. Açmak için kapı + ve kaynağını sürün. Kapıyı kapatmak için kaynağa. Yine, kapılar ve kaynaklar yüzer, böylece onlara götürmeniz gerekir, ancak zor değil - sadece düşünmek gerekir.

Aşağıdaki devre şeması, bu prensibin pratik bir uygulamasının bir örneğini göstermektedir.
FET'lerin hem N-Kanal olduğunu hem de her iki FET'in Kaynaklarının bağlı olduğunu ve her iki FET'in Kapısının bağlı olduğunu unutmayın. Bu devre çalışır çünkü MOSFETS iki kadranlı cihazdır - yani N kanal FET'i, Kaynak Gerilimine Boşaltın + ve veya -ve olup olmadığına bakılmaksızın kaynağa özgü pozitif bir kapı ile açılabilir. Bu, FET'in normal şekilde çalıştırılması durumunda "geriye" hareket edebileceği anlamına gelir. Her FET'in içindeki "vücut diyodu" ndan FET'in her zamankine karşı önyargılı olduğu zaman iletilen iki anti-FET "anti-seri" (zıt nispi polariteye) bağlı olarak gereklidir. Sadece bir FET kullanılmışsa, Drenaj kaynağa göre negatif olduğunda FET kapatıldığında çalışacaktır.

Açma / kapama sinyalinin yüzer kapılara "izolasyonu" ve seviye kaydırmasının 2 x 100 pF kapasitörler tarafından sağlandığını unutmayın. Sağdaki devreyi, şebeke elektriği potansiyelinde olduğu gibi düşünün. Sağ el 74C14, yaklaşık 100 kHz'de bir osilatör oluşturur ve aralarındaki iki invertör, bir köprü doğrultucu oluşturan 4 diyotun 2 kondansatörü üzerinden ters polarite tahriki sağlar. Doğrultucu, yüzen FET kapılarına DC sürücü sağlar. Kapı kapasitansı muhtemelen birkaç nF'dir ve sürücü sinyali çıkarıldığında bu R1 tarafından deşarj edilir. Milisaniyenin onda birinde sürücünün çıkarılmasını tahmin ediyorum ama hesaplamaları kendiniz yapın.

Devre buradan ve notlar

• Devre, iki güç MOS transistörünü 12v'den 15v'a beslemek için ucuz bir C-MOS inverter paketi ve birkaç küçük kapasitör kullanır. FET'leri sürmek için kullanılan kuplaj kapasitör değerleri küçük olduğundan, güç hattından kontrol devresine kaçak akım küçük bir 4uA'dır. Yüke 400 watt AC veya DC gücü açmak ve kapatmak için sadece yaklaşık 1,5mA DC gerekir

(3) TRİAK DEVRESİ

Özellikle MOSFET'lerden bahsettiniz.
TRIAC, AC SSR'lerde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Aşağıda tipik bir TRIAC devresi bulunmaktadır.
L1 kullanılamaz.
C1 ve R6 bir "sönümleyici" oluşturur ve değerler yük özelliklerine bağlıdır.

Katı hal röleleri, en basit formlarında arka arkaya SCR'lere opto olarak bağlıdır. Bunu kendiniz kopyalayabilirsiniz, ancak biraz dağınık hale gelir. Katı hal röleleri opto-izole olduğundan, çıkış tarafı gerçek bir röle gibi giriş tarafına göre yüzebilir.

Gerçekten izolasyona ihtiyacınız varsa, bunu kendiniz yapmak karmaşıklaşır. Anahtarlama hızının düşük olduğunu söylüyorsunuz, neden normal bir mekanik röle olmasın?

İzolasyona ihtiyacınız yoksa, çeşitli olasılıklar vardır. Birincisi bir triyak kullanmak ve onu doğrudan devrenizden kontrol etmektir. Ayrıntılar için, bu 50V AC'nin mevcut güç kaynağınıza nasıl referans verildiği (veya verilmediği) hakkında daha fazla bilgi sahibi olmamız gerekir.

Kesinlikle haklısın, SSR'ler pahalı . En basit alternatif, opto-triyak + güç triyak kullanarak kendiniz yuvarlamaktır :

Bu, eşdeğer SSR'den% 80 daha az maliyetlidir.

MOC3041 voltajın sıfır geçişine geçer, bu bir avantaj olabilir. Buna ihtiyacınız yoksa, MOC3051 rastgele bir geçiş opto-triyaktır. Triyak kullanmanın bir dezavantajı, birkaç voltluk bir voltaj düşüşünün olması ve anahtarlama voltajı sadece 50V olduğunda, kayıp örneğin 230V'den daha fazladır.
Anahtarlama elemanı olarak bir MOSFET daha iyi bir fikir gibi gelebilir, ancak bunu Russell'ın çözümünde olduğu gibi köprüde kullanırsanız, yine de aynı voltaj düşüşüne sahip olacaksınız, ancak bu sefer diyotlar boyunca.

Gerilim düşümü ile ilgili en iyi çözüm iyi eski elektromekanik röledir . Yük türüne bağlı olarak röleyi düşürmek zorunda kalacaksınız , böylece 5A'yı değiştirmek için 16A sürümüne ihtiyacınız olabilir. 16A rölesi için fiyat DIY SSR ile karşılaştırılabilir.