W obwody elektryczne i elektroniczne często używamy kilku podstawowych komponentów, urządzeń i tak dalej. Te komponenty i urządzenia obejmują komponenty przełączające, urządzenia zabezpieczające, elementy czujnikowe i tak dalej. Rozważmy urządzenia przełączające i zabezpieczające, takie jak tranzystory, diody, tyrystory itp. W tym artykule omówimy szczegółowo specjalny typ urządzenia przełączającego i zabezpieczającego określanego jako przekaźnik. Przede wszystkim musimy wiedzieć, co to jest przekaźnik i jak działa przekaźnik.
Co to jest przekaźnik?
Przekaźnik
Przekaźnik można określić jako inny typ przełącznika, który może być obsługiwany elektrycznie. Ogólnie, przekaźniki są obsługiwane mechanicznie jako przełączniki za pomocą elektromagnesu i tego typu przekaźniki są określane jako przekaźniki półprzewodnikowe. Tam są różne typy przekaźników i są klasyfikowane na podstawie różnych kryteriów, takich jak napięcie robocze, technologia operacyjna i tak dalej. Różne typy przekaźników mogą być wymienione jako przekaźnik zatrzaskowy, przekaźnik rtęciowy, kontaktronowy, przekaźnik Buchholza, przekaźnik próżniowy, przekaźnik półprzewodnikowy i tak dalej. Zanim szczegółowo omówimy typy przekaźników, omówmy, jak działa przekaźnik.
Praca przekaźnika
Aby omówić działanie przekaźnika, musimy rozważyć dowolny typ przekaźnika i tutaj w tym artykule rozważmy przekaźnik półprzewodnikowy, aby łatwo zrozumieć działanie przekaźnika. Przekaźnik półprzewodnikowy można zdefiniować jako przekaźnik, który wykorzystuje półprzewodnikowe elementy półprzewodnikowe do wykonywania operacji przełączania. Jeśli porównamy przekaźnik elektromagnetyczny i przekaźnika półprzewodnikowego, wówczas możemy zaobserwować, że przekaźnik półprzewodnikowy zapewnia duży przyrost mocy. Te przekaźniki półprzewodnikowe są ponownie podzielone na różne typy, takie jak przekaźniki półprzewodnikowe sprzężone z transformatorem, fotosprzężone, z przekaźnikiem kontaktronowym.
Działanie przekaźnika półprzewodnikowego jest podobne do przekaźnika elektromechanicznego, ale przekaźnik półprzewodnikowy nie zawiera żadnych ruchomych części. Dlatego oferują zwiększoną długoterminową niezawodność w porównaniu do przekaźników z ruchomymi stykami. Tranzystory mocy MOSFET są używane jako urządzenia przełączające w stanie półprzewodnikowym przekaźnik działa . Izolację elektryczną między obwodem wejściowym małej mocy a obwodem wyjściowym dużej mocy można zapewnić za pomocą optozłącza.
Rozważmy praktyczny przykład przekaźnika półprzewodnikowego, jak pokazano na poniższym rysunku. Jeśli przełącznik wyjściowy jest otwarty lub MOSFET jest wyłączony, mówi się, że ma nieskończoną rezystancję. Podobnie, jeśli przełącznik wyjściowy jest zamknięty lub MOSFET przewodzi, mówi się, że ma bardzo niską rezystancję. Możemy użyć tych przekaźników półprzewodnikowych do przełączania prądów AC i DC.
Przekaźnik półprzewodnikowy
Powyższy obwód składa się z modułu fotowoltaicznego z diodą LED, która włącza Tranzystory MOSFET (tranzystory polowe z półprzewodnikami metalowo-tlenkowymi) z 20mA przez diodę LED. Fotowoltaika składa się z 25 diod krzemowych, które generują wyjście 0,6 V, co daje w sumie 15 V, co jest wystarczająco duże, aby włączyć tranzystory MOSFET.
Praktyczne działanie przekaźnika półprzewodnikowego
Aby zrozumieć dogłębne działanie przekaźnika, rozważmy praktyczny trójfazowy przekaźnik półprzewodnikowy z ZVS. Trzy jednostki jednofazowe z triakiem mocy i sieć tłumiąca służą do przełączania napięcia zerowego w celu indywidualnego sterowania każdą fazą.
Trójfazowy przekaźnik półprzewodnikowy z ZVS firmy Edgefxkits.com
Ten projekt składa się z Mikrokontroler 8051 który wysyła sygnały przełączające do każdej fazy poprzez Optoizolatory. Optoizolatory sterują obciążeniami poprzez zestaw triaków, które są połączone szeregowo z obciążeniami. Dla każdego impulsu napięcia zerowego mikrokontroler generuje impulsy wyjściowe, które włączają obciążenie przy każdym przejściu przez zero przebiegu zasilania.
Trójfazowy przekaźnik półprzewodnikowy ze schematem blokowym projektu ZVS firmy Edgefxkits.com
Powyższy rysunek przedstawia schemat blokowy praktycznego trójfazowego przekaźnika półprzewodnikowego z ZVS, który składa się z blok zasilania , blok mikrokontrolera, zestaw TRIAC i obciążenia. Funkcja przejścia przez zero w optoizolatorze (który działa jako sterownik TRIAC) zapobiega nagłemu wzrostowi prądu przy obciążeniach indukcyjnych i rezystancyjnych, zapewniając niski poziom hałasu. Do generowania impulsów wyjściowych z mikrokontrolera służą dwa przyciski.
Aby zweryfikować przełączanie obciążenia w punkcie zerowym napięcia, możemy sprawdzić przebiegi napięcia przyłożonego do obciążenia poprzez podłączenie do CRO lub DSO. Działanie przekaźnika można rozszerzyć w celu przełączania dużych obciążeń w przemyśle za pomocą dwóch tyrystorów odwróconych do tyłu. Dzięki zastosowaniu ochrony przed przeciążeniem i zwarciem możemy osiągnąć wysoką niezawodność.
Zalety przekaźnika półprzewodnikowego
- Pracujący przekaźnik półprzewodnikowy jest całkowicie cichy, cieńszy i umożliwia szczelne upakowanie.
- Niezależnie od stopnia wykorzystania przekaźniki SSR mają stałą rezystancję wyjściową.
- Działanie przekaźnika jest czyste i bezodskokowe w porównaniu z działaniem przekaźnika mechanicznego.
- Nawet w środowiskach wybuchowych można również stosować SSR, ponieważ nie powodują one iskrzenia nawet przy pracy przekaźnika.
- Ponieważ nie ma ruchomych części, te przekaźniki SSR są długotrwałe w porównaniu z przekaźnikami mechanicznymi.
Wady przekaźnika półprzewodnikowego
- W obwodzie ładowania bramki niezbędne jest izolowane zasilanie polaryzacji.
- Stany nieustalone napięcia mogą powodować fałszywe przełączanie.
- Ze względu na diodę ciała SSR mają wysoki czas przejściowego powrotu do tyłu.
Chcesz dowiedzieć się więcej o różnych typach przekaźników? Jesteś zainteresowany projektowaniem projekty elektroniczne samemu? Następnie opublikuj swoje komentarze, sugestie, pomysły i zapytania w sekcji komentarzy poniżej.
