Senos mechaninės relės pasižymi dviem trūkumais - mažu greičiu ir ribotu išteklių skaičiumi leidžiamo perjungimo skaičiumi. Juos pakeitę elektroniniai jungikliai (kitas pavadinimas yra kietojo kūno tranzistorius arba triacinė relė) visiškai neturi šių trūkumų, kurie patraukė elektronikos ekspertų dėmesį. Mechaninių dalių nebuvimas, taip pat grandinės paprastumas leidžia jas lengvai surinkti namuose. Susipažinti su užduotimi padės susipažinti su prietaiso ypatybėmis ir šių elementų veikimo principu.
Kas yra kietojo kūno relės ir jų klasifikacija
Kietojo kūno relės (arba TTR) yra elektroniniai įtaisai, kurių struktūra neturi mechaninių komponentų. Jų veikimo principas grindžiamas puslaidininkių sankryžų darbo ypatybėmis, kurios išsiskiria dideliu perjungimo greičiu ir apsauga nuo fizinių laukų.
Kietojo kūno relių perjungimas grindžiamas elektroninio rakto suveikimo principu.
Paprastai šiuose gaminiuose kaip pagrindiniai elementai naudojami dažniausiai naudojami elektroniniai komponentai, tokie kaip tranzistoriai, diodai ar tiristoriai. Atsižvelgiant į jų gamyboje naudojamas konstrukcijas, TTR yra padalijama į įtaisus, pagamintus remiantis vienu iš išvardytų elementų (pavyzdžiui, relėmis ant triakų).
Pagal darbo režimus ir perjungimo įtampų tipą puslaidininkių pagrindu pagamintų kietojo kūno relių pavyzdžiai yra suskirstyti į šias grupes:
- Nuolatinės srovės perjungimo įtaisai;
- įtaisai, kontroliuojantys krovinių linijų veikimą kintamais srovės parametrais;
- universalūs produktai, veikiantys įvairiose grandinėse.
Pirmieji prietaisai pasižymi nuolatiniu ne didesnės kaip 32 voltų įtampos valdymu. Dviejų likusių pozicijų atstovai sugeba perjungti reikšmingą potencialą (iki dešimčių kilovoltų).
TTR pranašumai
Relės pranašumai yra šie:
- galimybė perjungti gana galingas apkrovas;
- didelis greitis;
- darbas galvaninės izoliacijos sąlygomis;
- gebėjimas atlaikyti trumpalaikes perkrovas.
Ne vienas mechaninių ar elektromechaninių gaminių pavyzdys gali konkuruoti su elektroniniais jungikliais. Todėl naujos struktūros, pagrįstos puslaidininkiais, visiškai pakeitė senus mechaninius pavyzdžius.
Unikalios TTR eksploatacinės savybės leidžia jas naudoti be jokių apribojimų, tuo pačiu pailginant reakcijos laiką. Visi šie šių prietaisų pranašumai yra puiki priežastis pabandyti surinkti kietojo kūno relę savo rankomis. Šių gaminių trūkumai apima papildomos energijos poreikį, taip pat poreikį pašalinti perteklinę šilumą, susidarančią dirbant su galingomis apkrovomis.
Pasidaryk pats
Norėdami pagaminti srovės relę savo rankomis, turite atsargų iš daugelio elektroninių komponentų, kurie sudaro perjungimo grandinių pagrindą. Taip pat reikės specialių medžiagų, iš kurių bus gaminamas namų relės korpusas.
Elektroniniai elementai
Šios elektroninės dalys paprastai naudojamos kaip elektroniniai komponentai, naudojami savarankiškai gaminant paprasčiausią TTR pavyzdį:
- optinio jungiklio MOS3083;
- „Triac VT139-800“;
- bipolinio tranzistoriaus serija KT209;
- rezistorių rinkinys, taip pat zenerio diodas ir šviesos diodas, kuris tarnauja kaip relės veikimo indikatorius.
Išvardyti elektroniniai elementai yra lituoti vyriais pagal šaltiniuose pateiktą schemą. Kartu su kitais komponentais jame yra raktas tranzistorius, kuris stabilizuotus impulsus tiekia optoelektrinės poros valdymo diodui.
Tiekimo momentą fiksuoja šviesos diodo elementas, kurio naudojimas pavaros grandinėje leidžia vizualiai valdyti.
Šiems impulsams veikiant, akimirksniu pasibaigia puslaidininkio triaka, sujungta su įjungta grandine. Tokioje grandinėje panaudojant optronų porą, galima valdyti nuolatinius potencialus nuo 5 iki 24 voltų.
Rezistoriaus su „Zener“ diodu ribinė grandinė yra būtina, norint sumažinti šviesos diodo ir valdymo elemento tekančios srovės amplitudę iki mažiausios vertės. Toks grandinės sprendimas leidžia pratęsti daugumos elementų, naudojamų grandinės statybai, tarnavimo laiką.
Korpuso dizainas (sudėtinis užpildymas)
Surenkamo gaminio korpuso gamybai visų pirma reikės 3–5 mm storio aliuminio plokštės, ji taps elektroninio surinkimo pagrindu. Matmenys pasirenkami savavališkai, jei jie garantuoja gerą šilumos išsiskyrimą aplinkoje. Kitas šios dalies reikalavimas - gerai apdirbtas, absoliučiai lygus paviršius, nušlifuotas specialiu įrankiu arba šlifuotas švitriniu popieriumi.
Kitame bylos paruošimo etape plokštė, pasirinkta kaip pagrindas, yra su kraštais iš kartono juostos, suklijuotos aplink perimetrą. Rezultatas yra maža dėžutė, skirta pritaikyti anksčiau surinktą elektroninę grandinę. Remiantis jo komponentais, griežtai pritvirtinta tik triaka, visi kiti elementai laikomi gaubte dėl savo jungčių.
Norėdami prisijungti prie apkrovos ir maitinimo šaltinio, atitinkami laidininkai išvedami į dėžutės išorę.
Ateityje patikimus viso mazgo tvirtinimo elementus teikia skystas junginys, pilamas į dėžę, iš anksto paruoštas tinkamame inde. Kai ji sukietės, bus gauta monolitinė struktūra, kuri nėra prastesnė už geriausius pramoninius dizainus pagal apsaugą nuo vibracijos ir kitų poveikių. Vienintelis jo trūkumas yra nesugebėjimas išardyti vėlesniam grandinės remontui.
TTR veislės
Surinkdami „pasidaryk pats“ kietojo kūno relių grandines, reikia atsiminti, kad šiems tikslams gali būti naudojami įvairūs komponentai. Niekas netrukdo asmeniui, kuris ėmėsi darbo, pavyzdžiui, pasirinkti modernius lauko efekto tranzistorius, kurie išsiskiria dideliu greičiu ir mažomis energijos sąnaudomis. Šiuos elementus valdo tik potencialas, suteikiantis galimybę pakeisti pakankamai galingus vartotojus. Lauko struktūros, tokios kaip MOSFET, gali perjungti apkrovos grandines, kurių galia siekia dešimtis kW.
Savarankiškam kietojo kūno relės gamybai leidžiama pasirinkti kitas puslaidininkių struktūras, galinčias valdyti galios grandines: pavyzdžiui, tiristorius arba bipolinius tranzistorius. Svarbiausia, kad jie atitiktų šios grandinės funkcionalumo reikalavimus ir elementų, sudarančių jo struktūrą, darbo parametrus. Visa kita priklauso nuo atlikėjo pasirengimo ir dėmesingumo.
